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摘要
采用第一性原理密度泛函理论结合周期性平板模型模拟研究了Pt4团簇吸附单层石墨相氮化碳(g-C3N4)的几何结构和电子性质,以及氧气在其表面上的吸附行为。同时,对比分析了氧气在纯净的石墨相氮化碳和Pt4团簇上的吸附行为。计算结果表明,Pt4团簇吸附在3-s-三嗪环石墨相氮化碳表面,并与四个边缘氮原子成键,形成两个六元环时为最稳定构型。Pt4团簇倾向于吸附在三嗪环石墨相氮化碳的空位并与邻近三个氮原子成键。由于Pt与N原子较强的杂化作用,以及金属与底物之间较多电子转移增强了Pt4团簇吸附g-C3N4的稳定性。另外,对比分析了氧气在纯净的g-C3N4和金属吸附的g-C3N4上吸附行为,发现金属原子的加入促进了电子转移,同时拉长了O―O键长。Pt4吸附3-s-三嗪环g-C3N4比Pt4吸附三嗪环g-C3N4表现出微弱的优势,表现出明显的基底扭曲以及较大的吸附能。这些结果表明,化学吸附通过调节电子结构和表面性质增强催化性能的较好方法。
