清洁及氧修饰Cu(100)表面上CO_2加氢制甲醇反应的能量学

【摘要】：分别以清洁及氧修饰Cu（100）表面作为金属态铜和部分氧化态铜的表面模拟，用键级守恒-Morse势法研究了两种表面上CO2加氢制甲醇反应的能量学．计算结果表明：在两种表面上，CO2加氢制甲醇反应的优势反应途径均为“CO2，s→HCOOs→H2COs→CH3Os→CH3OHs”；与清洁铜表面上的相应基元步骤相比，在CU（100）-p（2X2）O表面上甲醇合成反应各基元步骤具有更低的活化能；HCOOs是合碳产物CH3OH、CO共同的前驱中间体，甲醇选择性由HCOOs的氢解反应与其解离生成COs及OHs竞争反应的相对速率决定；在清洁铜表面上，HCOOs的氢解反应与其解离生成COs及OHs竞争反应具有相似的活化能，而在氧修饰铜表面上，前者的活化能显著低于后者．因此，从反应能量学角度看，甲醇合成反应在部分氧化态铜表面上比在金属态铜表面上更有利． 【作者单位】： 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室!化学系 厦门 361005 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室!化学系 厦门 361005 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室!化学系 厦门 361005 香港浸会大学化学系!香港
【关键词】： 铜表面 CO_加氢 甲醇合成 反应能量学 键级守恒方法
【基金】：国家自然科学基金 香港浸会大学FRG研究基金
【分类号】：O643.3
【正文快照】： 近年来，由铜基催化剂催化CO。／H。合成甲醇作为一条有效利用CO。的潜在途径受到了广泛的重视‘’－“’．该过程生成的含碳产物主要有甲醇和一氧化碳，分别是甲醇合成反应（1）和逆水汽变换反应（2）的反应产物，前者是放热反应，后者是吸热反应：宏观上，甲醇选择性由（卫

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