基于系统性第一性原理模拟对H在MoO3上吸附的全面理解
材料科学
2022-05-10 v1
摘要
在MoO3的许多应用（尤其是作为催化剂载体材料）中，其通过氢溢流（氢原子从质子和电子源向载体转移）充当储氢介质，因此H原子在MoO3上的能量学至关重要。尽管氢溢流看似简单，先前报道的关于H在MoO3上吸附的第一性原理结果与实验工作及其他第一性原理结果相矛盾。在本研究中，我们解决了这些分歧，并提供了对块体与表面MoO3上H吸附的全面第一性原理理解。为此，我们系统性地考察了多种交换关联泛函与多种H浓度，并仔细追踪了各种相关的H位置。对于稀H浓度，发现不对称氧位（Oa）在能量上最为有利。随着H含量增加，末端氧位（Ot）与Oa位之间H吸附能的差异变小。先前的矛盾主要归因于忽视了层间区域内沿Oa-Oa之字形链上的H位置。使用现代非经验强约束且适当归一（SCAN）元广义梯度近似（GGA），获得稀极限下块体与表面的H吸附能分别为-2.89 eV/(H原子)与-2.97 eV/(H原子)，且Oa位间H扩散的活化能为0.11–0.15 eV/(H原子)，与先前的实验一致。
引用
@article{arxiv.2111.03569,
title = {Comprehensive understanding of H adsorption on MoO3 from systematic ab initio simulations},
author = {Yuji Ikeda and Deven Estes and Blazej Grabowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.03569},
year = {2022}
}