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．