Suppr超能文献

在 Cu(111) 上沉积的单个 Pd 原子上的 H2 离解。

H2 dissociation on individual Pd atoms deposited on Cu(111).

机构信息

Laboratorio de Colisiones Atómicas, Facultad de Ciencias Exactas Ingeniería y Agrimensura, Universidad Nacional de Rosario (UNR) and Instituto de Física de Rosario, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Av. Pellegrini 250 (2000) Rosario, Argentina.

出版信息

Phys Chem Chem Phys. 2012 Jan 7;14(1):303-10. doi: 10.1039/c1cp22163a. Epub 2011 Nov 14.

Abstract

We present a Molecular Dynamics (MD) study based on Density Functional Theory (DFT) calculations for H(2) interacting with a Pd-Cu(111) surface alloy for low Pd coverages, Θ(Pd). Our results show, in line with recent experimental data, that single isolated Pd atoms evaporated on Cu(111) significantly increase the reactivity of the otherwise inert pure Cu surface. On top of substitutional Pd atoms in the Pd-Cu(111) surface alloy, the activation energy barrier for H(2) dissociation is smaller than the lowest one found on Cu(111) by a factor of two: 0.25 eV vs. 0.46 eV. Also in agreement with experiments, our DFT-MD calculations show that a large fraction of the dissociating H atoms efficiently spillover from Pd (i.e. the active sites), thanks to their extra kinetic energy due to the ~0.50 eV chemisorption exothermicity. Still, our DFT-MD calculations predict a dissociative sticking probability for low energy H(2) molecules that is much smaller than the estimated value from scanning tunneling microscopy experiments. Thus, further theoretical and experimental investigations are required for a complete understanding of H(2) dissociation on low-Θ(Pd) Pd-Cu(111) surface alloys.

摘要

我们提出了一项基于密度泛函理论(DFT)计算的分子动力学(MD)研究,用于研究 H(2)与低 Pd 覆盖度(Θ(Pd))的 Pd-Cu(111)表面合金的相互作用。我们的结果与最近的实验数据一致,表明蒸发在 Cu(111)上的孤立单 Pd 原子显著提高了原本惰性的纯 Cu 表面的反应性。在 Pd-Cu(111)表面合金中的替代 Pd 原子之上,H(2)离解的活化能垒比在 Cu(111)上找到的最低能垒小两倍:0.25 eV 对 0.46 eV。同样与实验结果一致,我们的 DFT-MD 计算表明,由于 ~0.50 eV 的化学吸附放热,使大量离解的 H 原子从 Pd(即活性位点)有效地溢出,从而获得额外的动能。尽管如此,我们的 DFT-MD 计算预测对于低能量 H(2)分子的离解粘着概率要远小于从扫描隧道显微镜实验估计的值。因此,需要进一步的理论和实验研究来完全理解低Θ(Pd)Pd-Cu(111)表面合金上的 H(2)离解。

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