RuO2(110)上氨的选择性氧化：DFT与KMC联合研究
介观与纳米尺度物理
2010-07-15 v2
摘要
我们结合密度泛函理论(DFT)和动力学蒙特卡罗(KMC)模拟，计算了RuO2(110)上氨选择性氧化的反应速率。我们发现，NH3 + O -> NH + H2O的总能垒为0.56 eV，而N + N -> N2和N + O -> NO的能垒分别为0.27 eV和0.14 eV。我们的KMC计算使我们不仅能够研究这些主反应的动力学，还能研究涉及多种中间物种的另外15个反应的动力学，这些反应揭示了前者的反应性和选择性。与先前研究一致，我们发现RuO2(110)在氨分解中高反应性的关键作用在于：通过促进更容易的H提取，氨及其中间体与吸附物和基底O之间的H键将NH分解转化为非活化（自发）过程。此外，我们的发现详细证实了实验和先前研究关于NO和N2生成速率的推测，即NO脱附是一个速率限制过程，因为在较低温度下表面NO会阻塞反应位点。我们关于选择性的计算结果（93%倾向于NO而非N2）与实验（95%）非常吻合。这也解释了为什么即使在低O2压力下，NO的形成也比N2形成更受青睐。RuO2(110)表面上存在的各种中间体显著减少了N的扩散，严重抑制了N+N -> N2的复合位点，但由于O2解离产生的O在附近可用，对N + O -> NO的干扰要小得多。
引用
@article{arxiv.1006.4297,
title = {Selective Oxidation of Ammonia on RuO2(110): a combined DFT and KMC study},
author = {Sampyo Hong and Altaf Karim and Talat S. Rahman and Karl Jacobi and Gerhard Ertl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1006.4297},
year = {2010}
}
备注
This paper has been withdrawn by the authors. it's just been submitted to a journal