电子清除剂金属纳米棒吸附于 TiH2、TiC、TiN 和 Ti2O3 的表面活化
材料科学
2023-05-10 v1
摘要
金属/氧化物载体周边位点因邻近金属改变了载体表面的局部环境而已知可提供独特性质。特别地，电子清除剂效应降低了表面阴离子脱附所需能量，从而有助于（反向）Mars-van Krevelen 机制的活化。本研究探讨了此类活化在氢化物、碳化物、氮化物和硫化物中发生的可能性。计算了具有第 3、4 或 5 族阳离子（Sc、Y、La、Ti、Zr、Hf、V、Nb 和 Ta）的已知氢化物、碳化物、氮化物、氧化物和硫化物的功函数（WFs）。大多数氢化物、碳化物和氮化物的 WF 小于 Ag 的 WF，意味着当后过渡金属纳米颗粒吸附于表面时可能发生电子清除剂效应。氧化物和硫化物的 WF 在还原时降低。表面阴离子空位形成能与碳化物和氮化物中的体形成能相关性良好，而在氢化物中几乎无相关性，因为表面氢空位形成能值范围很小。电子清除剂效应在吸附于 TiH2 和 Ti2O3 的纳米棒上被明确观察到；表面空位形成能在纳米棒附近的阴离子位点上降低，且当此类位点上阴离子被移除时发生向纳米棒的电荷转移。通过纳米棒吸附活化氢化物、碳化物和氮化物，以及通过 WF 计算筛选载体材料，有望开辟一类新型负载催化剂。
引用
@article{arxiv.2305.00390,
title = {Surface activation by electron scavenger metal nanorod adsorption on TiH2, TiC, TiN, and Ti2O3},
author = {Yoyo Hinuma and Shinya Mine and Takashi Toyao and Zen Maeno and Ken-ichi Shimizu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.00390},
year = {2023}
}
备注
Supplementary material available at https://doi.org/10.1039/D1CP02068D