尺寸与形状效应对 Se 修饰 Ru 纳米颗粒反应性的第一性原理研究
材料科学
2012-10-09 v1
摘要
我们展示了基于密度泛函理论（density-functional-theory）的计算结果，涉及 Se 和 O 在 93 原子和 105 原子 Ru 纳米颗粒上的电子结构、几何结构及能量学。这些研究的灵感来源于 Se/Ru 纳米颗粒被视为直接甲醇燃料电池阴极上氧还原反应（ORR）的有前途的电催化剂，且氧结合能是该反应催化剂活性的描述符。我们发现，Se 在平坦纳米颗粒晶面上的化学键合特征为离子键，这与早期获得的 Se/Ru(0001) 表面结果相似；而在低配位 Ru 构型的情况下，有迹象表明键合中存在部分共价贡献，导致 Se 结合能增加。Se 和 O 共吸附在平坦晶面上时，两者均从 Ru 接受电子电荷，而在低配位位点上的吸附则导致更复杂的价电荷重分布。Ru 颗粒的 Se 修饰导致氧与颗粒的结合减弱。然而，总体而言，颗粒上的 O 结合能高于 Se/Ru(0001) 表面。本工作中发现的 Se/Ru 纳米颗粒的高反应性不利于 ORR。因此，我们预期具有发育良好的平坦晶面的大颗粒比具有大量低配位吸附位点的小纳米颗粒是更高效的 ORR 催化剂。
引用
@article{arxiv.1210.2133,
title = {First principles studies of the size and shape effects on reactivity of the Se modified Ru nanoparticles},
author = {Sebastian Zuluaga and Sergey Stolbov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.2133},
year = {2012}
}