Исследование эффективности современных нанокатализаторов

 (101): голубые, фиолетовые, красные, серые и белые шары представляют атомы Zr, O, Rh, C и H соответственно [44]

Однако образовавшиеся частицы CH

O нестабильны и самопроизвольно подвергаются дальнейшему дегидрированию с образованием CH

O без энергетического барьера. При этом образование CH

OH по реакции между CH

O и соседним H имеет энергетический барьер 0,32 эВ.

Эти результаты показывают, что промежуточный CH

O, образованный при пятикоординированном Rh, не может стабильно существовать, что можно объяснить сильным взаимодействием между частицами CH

O и соседними с Rh атомами O. Стабильные виды CH

играют ключевую роль в образовании метанола. Следовательно, пятикоординированная структура Rh не должна быть активным центром образования метанола из-за переокисления частиц СН

, хотя она имеет относительно низкий энергетический барьер для активации СН

. Образовавшиеся виды CH

O слабо связываются с поверхностью. Десорбция CH

O требует низкой энергии 0,23 эВ, что указывает на то, что десорбция CH

O довольно проста. Затем через перенос H образуется H

O, а десорбция H2O приводит к образованию трехкоординированной структуры Rh

O

/ ZrO

.

Впоследствии H

O

адсорбируется на границе раздела Rh

O

-ZrO

с энергией адсорбции -0,97 эВ (рис. 1.7). Адсорбированные H

O

и Rh-O синергетически активируют CH

, приводя к образованию частиц CH

O и H

O. Расчетный активационный барьер для диссоциации CH

составляет 1,87 эВ, что выше, чем (1,23 эВ), о котором сообщалось в предыдущем исследовании. Это можно объяснить различными расчетными структурами. В исследовании авторы рассматривали легированную Rh структуру ZrO

, в которой один поверхностный атом Zr на поверхности ZrO

(101) замещен атомом Rh. Они обнаружили, что H

O

может самопроизвольно диссоциировать на частицы O

* и 

H* на поверхности ZrO

(101), легированной Rh, а диссоциированные поверхностные частицы O

* действуют в качестве активного центра диссоциации CH4 с энергетическим барьером 1,23 эВ. Напротив, в нашем исследовании мы рассчитали модель Rh, поддерживаемую ZrO

, в которой один атом Rh поддерживается на поверхности ZrO

(101). Мы обнаружили, что H

O

не может спонтанно диссоциировать на O

* и 

H* на Rh, поддерживаемом ZrO

. Таким образом, разный активный сайт приводит к разной энергии активации.

Рис. 1.7. Энергетические профили и структуры образования стабильных видов CH

. Голубые, фиолетовые, красные, серые и белые шары представляют атомы Zr, O, Rh, C и H соответственно [44]

Затем десорбция H

O приводит к образованию четырех-координированной структуры Rh-O, и частицы CH