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电催化PES图问题求教

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发布时间: 2015-12-16 18:16

正文摘要:

各位老师,学生求教一个关于PES图的问题:          图中1a 是甲酸的吸附能-0.36(Eads=EA/slab--Eslab--EA)经过TS(1a/3a) 0.41eV    上升到0.05的位置,然后放热-0.35 ...

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卡开发发 发表于 Post on 2015-12-17 14:29:38
本帖最后由 卡开发发 于 2015-12-17 14:45 编辑
youguojian 发表于 2015-12-17 13:51
可是1/2E[H2]  这个能怎么去算呢,因为在表面上HCOOH  在表面上脱氢后 等到的构型是 HCOO 和 H 吸附在表 ...

吸附的H最后会以H2的形式离开表面。可能文章并没有把这步算出来,估计类似析氢动力学中的Tafel过程。

文中整个反应没有看到明显的电荷转移以及阴阳极,也看不出反应受到电极电势的影响,更像是个普通的气相反应。一般电催化阴极、阳极的反应各做各的。就算两极反应在同一个载体发生,比如金属的腐蚀,金属表面也会形成微电极,即划分成微阴极区域和微阳极区域。

虽然我认为整个反应是可以类似于Heyrovsky或是Tafel过程来完成析氢反应(但我并不确定输送H+的到底是H2O还是HCOOH),但这篇文章没这么做,有兴趣可以看看l刘智攀老师的文章。

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youguojian 发表于 Post on 2015-12-17 13:58:07
卡开发发 发表于 2015-12-17 13:38
按照我前面的说法,我个人认为2a和3a能量差应该是:

ΔE=E[(HCOO+H)@Ni(111)]-E[(HCOO)@Ni(111)]-1/2E ...

这个是电催化甲酸分解反应,是甲酸连续脱氢生成CO2的反应,寻找最低能量途径!
youguojian 发表于 Post on 2015-12-17 13:51:13
卡开发发 发表于 2015-12-17 13:38
按照我前面的说法,我个人认为2a和3a能量差应该是:

ΔE=E[(HCOO+H)@Ni(111)]-E[(HCOO)@Ni(111)]-1/2E ...

可是1/2E[H2]  这个能怎么去算呢,因为在表面上HCOOH  在表面上脱氢后 等到的构型是 HCOO 和 H 吸附在表面上啊,这样才满足物料守恒,就没有H2的存在呀!   
卡开发发 发表于 Post on 2015-12-17 13:38:15
youguojian 发表于 2015-12-17 13:26
您好,非常感谢您,但是我的问题是这样的  3a 表示的是HCOOH分解成 HCOO+H的构型,此时HCOO+H共吸附在Ni ...

按照我前面的说法,我个人认为2a和3a能量差应该是:

ΔE=E[(HCOO+H)@Ni(111)]-E[(HCOO)@Ni(111)]-1/2E[H2]
         (这个是共吸附)                                    

这个能量差不单单是吸附能的贡献,也不必单独去算任何一个组分的吸附能。
youguojian 发表于 Post on 2015-12-17 13:26:34
卡开发发 发表于 2015-12-16 21:19
这个反应没看出来是电化学反应么。。。反应过程似乎不区分明显的阴阳极。

你可以这样写(@Ni(111)表示吸 ...

您好,非常感谢您,但是我的问题是这样的  3a 表示的是HCOOH分解成 HCOO+H的构型,此时HCOO+H共吸附在Ni(111)面优化后的能,接着HCOO要继续脱氢才会进去 2a之后的步骤。
   我想问2a到3a之间的这个能差是怎么算处来的, 其中 2a表示的是 HCOO+H 一起吸附在NI(111)面的能, 3a表示HCOO吸附在NI(111)面的吸附能。      
      HCOO+H 的共吸附能怎么计算,是E HCOO+H  减去 E surface  吗???    还是   E  HCOO+H  减去 E surface  +E hcoo +E  h呢?


如果是后者,那单独的氢的能要怎么算,因为用Dmol3算的时候是会报错的,只算单点也要进行优化,也会报错啊!      

     先谢谢了!我不懂这个
youguojian 发表于 Post on 2015-12-17 13:26:06
   您好,非常感谢您,但是我的问题是这样的  3a 表示的是HCOOH分解成 HCOO+H的构型,此时HCOO+H共吸附在Ni(111)面优化后的能,接着HCOO要继续脱氢才会进去 2a之后的步骤。
   我想问2a到3a之间的这个能差是怎么算处来的, 其中 2a表示的是 HCOO+H 一起吸附在NI(111)面的能, 3a表示HCOO吸附在NI(111)面的吸附能。      
      HCOO+H 的共吸附能怎么计算,是E HCOO+H  减去 E surface  吗???    还是   E  HCOO+H  减去 E surface  +E hcoo +E  h呢?


如果是后者,那单独的氢的能要怎么算,因为用Dmol3算的时候是会报错的,只算单点也要进行优化,也会报错啊!      

     先谢谢了!我不懂这个
卡开发发 发表于 Post on 2015-12-16 21:19:34
这个反应没看出来是电化学反应么。。。反应过程似乎不区分明显的阴阳极。

你可以这样写(@Ni(111)表示吸附在Ni(111)表面):
3a:HCO2H@Ni(111)=H2CO2@Ni(111)+H@Ni(111)
2a:H2CO2@Ni(111)+H@Ni(111)=H2CO2@Ni(111)+H

对于2a脱附后的H自由基,一般很难再溶液中稳定,一般都是以H2的形式离开表面,因此大部分情况都不是计算H自由基的能量,而是计算1/2 H2的能量作为参考。另外,因为H在H2CO2@Ni(111)相邻的位置离去,H2CO2@Ni(111)的结构也要弛豫。但具体文献是不是真是这样做的我不确定,你可以进行验算核对。

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