©北京泰科博思科技有限公司   /   京ICP备09107432号-1   /   网站建设:中企动力 北京

解决方案

Solution

>
>
>
基于V2CO2 Mxene的高效单原子催化剂研究−从头算模拟
产品名称

基于V2CO2 Mxene的高效单原子催化剂研究−从头算模拟

所属分类
产品中心
联系我们
相关资料
方案详情
行业
新能源
材料
催化剂,低维材料

单原子催化剂(SACs)是金属颗粒催化剂尺寸减到最小的形态,近年来引起了越来越多的关注,并已被确定为异相催化的新研究领域。由于SACs可以很好的设计活性中心,对CO氧化、氧还原反应、析氧反应、析氢反应(HER)CO2还原等各种反应均表现出良好的催化活性和选择性。与此同时,SACs中含有分散在合适载体表面的孤立的单个金属原子,与传统的金属块或纳米颗粒催化剂相比,最大限度地利用了金属原子,显著降低了贵金属的需求。

 

河南师范大学杨宗献教授课题组使用Materials StudioDMol3模块,利用第一性原理模拟寻找和确定了一种可能的单原子催化剂。通过研究不同过渡金属(TMs)在二维V2CO2 二维层状结构的金属碳/氮化物(MXene)上的稳定性、聚类趋势和催化活性,发现Zn/V2CO2是一种很有前途的SACs。本文还发现氧空位对于稳定单原子吸附和防止TMs聚集起着关键作用。由Langmuir Hinshelwood机理在Zn/V2CO2上进行CO氧化分析,发现在动力学和热力学上都是有利的,限速步骤的能垒仅为0.14 eV,这表明它是低温CO氧化有希望的SACs

1aV2C单层结构示意图。(b)优化后V2CO2 3×3的超胞结构和态密度。

c)带有氧空位V2CO2单层结构的顶视和侧视图

 

2 16种不同的TMO6位附近的三个可能吸附位点。蓝色圆圈表示TM原子可能的位置(H1H2H3)

红色阴影部分表示O6位。彩色矩形映射出稳定的吸附位点和相应的原子。

 

3 计算的TM-Ov/V2CO2的结合能(Eb)与TM块体内聚能(Ecoh)的比较。

 

4 AIMD获得的Zn-Ov/V2CO2T = 5008001000k时随时间变化的的结构形变。

 

5 O2(红色),CO(浅蓝色)和CO2(灰色)在TM-Ov / V2CO2TM = PdPtCuAgAuZnCdHg

上的吸附能。EadsO2)和EadsCO2)的临界值分别用红色和黑色虚线标记。

 

6 吸附在Zn-Ov/V2CO2上的(a) CO(b) O2(c) CO + O2最优结构的侧视和顶视图。

 

7 通过LH机理,在嵌入ZnOv-V2CO2单层上,CO氧化的反应路径。

 

8 PDOS通过LH机制投射到反应路径(aIS1和(bTS1中,

其中Zn(蓝色曲线),吸附的O2(红色曲线)和CO(灰色曲线)。

The Journal of Physical Chemistry C, 2020, 124(7):4090-4100.

点击了解Materials Studio更多信息

未找到相应参数组,请于后台属性模板中添加
暂未实现,敬请期待
暂未实现,敬请期待

更多解决方案

——

利用COSMO-RS预测和实验验证研究离子液体对甲苯的吸收能力和机理
利用COSMO-RS预测和实验验证研究离子液体对甲苯的吸收能力和机理
COSMO-RS 离子液体 溶解度
COSMOtherm在环境科学中的应用
COSMOtherm在环境科学中的应用
COSMOtherm COSMO-RS 溶解度
纳米尺度波动:原子模拟的秘诀
纳米尺度波动:原子模拟的秘诀
BIOVIA Materials Studio 原子模拟 模拟虚拟孪生
基于V2CO2 Mxene的高效单原子催化剂研究−从头算模拟
基于V2CO2 Mxene的高效单原子催化剂研究−从头算模拟
Materials Studio DMol3 单原子催化剂
Materials Studio在生长机理研究上的应用
Materials Studio在生长机理研究上的应用
Materials Studio DMol3
“质子交换膜燃料电池阴极氧化还原反应动力学的原位测定”虚拟仿真实验
“质子交换膜燃料电池阴极氧化还原反应动力学的原位测定”虚拟仿真实验
虚拟仿真实验