基于一氧化碳、二氧化碳和氧气分子吸附为探针的碳化钼、碳化钨、氮化钼和氮化钨的表面化学性质:密度泛函理论分析

• 作者: Krishanthi Weerasinghe Pamela Ubaldo 叶静云 和平 张天雨 徐凌云 殷淑霞 葛庆峰
• 来源期刊: 电化学
• 学科: 化学
• 关键词: 密度泛函理论 过渡金属碳化物 过渡金属氮化物 氧化还原位 酸性/碱性
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 理论计算电化学专辑
• 页码范围: 369-380
• 页数: 12页
• 分类号: O646
• 语种: 中文
• DOI: 10.13208/j.electrochem.170141

摘要

作为具有吸引力的电极材料,过渡金属碳化物与氮化物被应用在许多电化学储能及能量转换领域.本工作中,通过密度泛函理论计算,以及一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和氧气(O2)分子的吸附来表征钼和钨的碳化物及氮化物,如碳化钼(Mo2C)、碳化钨(W2C)、氮化钼(Mo2N)和氮化钨(Mo2C)的表面化学性质.这些探针分子可为研究钼和钨的碳化物及氮化物表面在酸性/碱性的氧化还原性质提供衡量方法.计算结果表明,CO2分子的吸附发生在路易斯碱位,其碱性降低顺序为α-W2C(001)＞ α-W2N(001)＞β-Mo2C(001)＞γ-Mo2N(100).此外,CO和O2分子吸附可用于评估上述碳化物及氮化物的还原能力,其还原性减小顺序为β-W2C(100)＞ α-Mo2C(100)＞ α-W2N(001)＞α-W2C(001)＞ β-Mo2C(001)＞ γ-Mo2N(100).由于还原本性,使得上述这些碳化物和氮化物成为在各种催化反应中有可能取代贵金属的良好候选材料.