分析求助：水在Al2O3表面可以直接解离，但是在Ni-Al2O3上是先吸附再解离？

风飞

各位老师，

           在计算Al2O3（110）面和Ni-Al2O3(110）（单原子吸附）对水的吸附过程中，发现水可以直接在Al2O3（110）面解离，但是在Ni-Al2O3(110)面却是先吸附在解离。具体情况如下：
     
            在Al2O3（110）面，水解离的OH和Al原子结合，而H原子和载体上O原子结合

           在Ni-Al2O3（110）面， 水中的O和Ni结合（Ni-O=1.927 埃），并且水中H和载体表面的O原子存在H键

          文献中关于其他载体，大多数是描述：载体表面吸附镍后，有利于水的解离， 而在我的体系中，对于Al2O3表面， 加上镍，反而不利于水的解离了，

          请问该怎么解释这个现象合适呢？

wzkchem5

你是怎么得出“水可以直接在Al2O3（110）面解离”的结论的？结构优化的初始结构，水分子离表面多远？

风飞

wzkchem5 发表于 2021-5-12 03:22
你是怎么得出“水可以直接在Al2O3（110）面解离”的结论的？结构优化的初始结构，水分子离表面多远？

嗯，老师，您好，我首先设计了多种位置结构的初猜，然后固定Al2O3（110）的表面结构，进行初猜结构的优化，发现当H2O中O和载体表面的Al距离2.045埃的时候会直接解离，而之前设计两个H原子朝下和O原子接触，且Al原子离表面O原子l距离为2.45-2.75埃时，在优化过程中，水分子会自动改变朝向和调整距离，最终Al和O接触，距离为1.9791，
然后根据这个完整吸附的初始结构，放松Al2O3(110)上表面多层原子，然后重新优化该构型，结果水很快就解离，只能通过限制表面原子驰豫层数来保持H2O的完整性

所以我认为水可以直接在Al2O3（110）表面解离

wzkchem5

风飞 发表于 2021-5-12 01:52
嗯，老师，您好，我首先设计了多种位置结构的初猜，然后固定Al2O3（110）的表面结构，进行初猜结构的优化 ...

文献的结论是实验的结论还是计算的结论？如果是计算的结论，是计算方法和你不同吗

风飞

wzkchem5 发表于 2021-5-12 13:02
文献的结论是实验的结论还是计算的结论？如果是计算的结论，是计算方法和你不同吗

不是文献的结论，是我自己的结论，但是不知怎么去合理解释

文献中关于γ-Al2O3(110)对水的吸附研究较少，γ-Al2O3(110)吸附Ni原子后对水的吸附，还没找到，只有一篇研究羟基对Nin/Al2O3的影响。

关于Al2O3对水的吸附，有的是α-Al2O3，或者是γ-Al2O3的（100）面，他们获得的是稳定吸附，没有解离，而我的是γ-Al2O3的（110）面，

文献中关于其他载体的研究，其结论是：水先稳定吸附在载体表面，载体吸附镍原子以后，也是水也是稳定吸附在Ni-载体，但是吸附能增大

wzkchem5

风飞 发表于 2021-5-12 06:52
不是文献的结论，是我自己的结论，但是不知怎么去合理解释

文献中关于γ-Al2O3(110)对水的吸附研究 ...

这个110面实验上容易暴露出来吗？如果110面可以直接让水分子解离，但100面不行，说明表面能很高吧？如果这个表面的活性比Ni还要高，吸附Ni反倒导致活性降低就不足为奇了。

风飞

wzkchem5 发表于 2021-5-12 17:17
这个110面实验上容易暴露出来吗？如果110面可以直接让水分子解离，但100面不行，说明表面能很高吧？如果 ...

实验上是110面最容易暴露，

wzkchem5

风飞 发表于 2021-5-13 04:41
实验上是110面最容易暴露，

实验上发现110面最容易暴露，这里的110面是clean surface吗？有可能因为110面容易和水反应，和水反应完的110面才是最稳定的，实验观察到的110面都不是clean surface，表面有解离的水

风飞

wzkchem5 发表于 2021-5-14 22:05
实验上发现110面最容易暴露，这里的110面是clean surface吗？有可能因为110面容易和水反应，和水反应完的 ...

老师，您好，根据您的提示和思路，我的确找到文献相关文献说明，Al2O3的110面解离水的能力比Al2O3(100）面更强。 实验中观测的110面， 并不是clean surface, 谢谢您