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cenwanglai

荣誉版主 (知名作家)

[交流] 【文献学习】刘智攀的一篇PRL: CO在Au/TiO2上的氧化机理的讨论

这篇文献： Catalytic Role of Metal Oxides in Gold-Based Catalysts: A First Principles Study of CO Oxidation on TiO2 Supported Au

CODE:

DOI:10.1103/PhysRevLett.91.266102

问题见红色文字部分。

Au带（strip）负载与TiO2表面上，及CO和O2的吸附氧化

从左图a可以看出，吸附O原子2pie(O2P)反键轨道得电子，并呈现指向Ti阳离子的极化状态。

而貌似可以从图b可以看出，Au的d轨道失去电子，d轨道也有极化倾向，指向相连的O原子。

这个图要说的是O2吸附后，2pie能级（electronic level）能量降低;文中讲到Au/TiO2的费米能级低于Au+TiO2，但是上图中标出的是Au（价层电子5d10-6s1）的d轨道能量变化，费米能级Ef略低于d带上限。这里似乎忽略了Au的最外层s电子。作者显然是通过计算Au/TiO2和Au+TiO2两种结构的总能差来得到所要的费米能变化的，而把这种变化归结为Au的d带，这样有什么道理呢？

同样的情况出现在CO在Al（价层电子3s2-3p1）金属表面上的吸附(http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=2851011&pid=921360&page=1#pid921360)，那篇文章中作者只讨论CO与Al的s电子作用，而不提最外层的p电子。如果如bingmou版主所说的，对称性才是关键，那么在这里为什么可以忽略球形的s态呢？

作者用fermi能级来解释电子转移的方向，为什么不是用功函数来说明呢？对于气相分子在固体表面上的吸附和电子转移，似乎功函数和气体分子的电离能来比较更合适。是不是表面吸附态分子的电子转移用fermi能才是真是的物理图景？

-------------------------------------------------------------------------------------------

我自己的回答：
以上两个问题的解答跟金属-载体的相互作用有关，也跟金属单个原子-金属固体的差别有关。Al原子的价层电子3s2-3p1，形成金属后3p电子离域，暴露出局域的次外层3s电子。金属的费米能级穿过导带，过渡金属氧化物的费米能级在带隙中间、导带以上，金属与载体接触过程中，原本离域的p电子会增大离域成都，电子会自动向外转移，从而次外层电子暴露程度增加。所以才有CO与负载状态的Al（价层电子3s2-3p1）的3s电子作用。O2与Au(5d10-6s1)的d电子作用也是这个道理。是不是这样呢？希望路过的给予指导。

新的问题：

作者用fermi能级来解释电子转移的方向，为什么不是用功函数来说明呢？对于气相分子在固体表面上的吸附和电子转移，似乎功函数和气体分子的电离能来比较更合适。是不是表面吸附态分子的电子转移用fermi能才是真是的物理图景？

[ Last edited by cenwanglai on 2011-6-28 at 11:22 ]

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1楼 2011-02-15 10:12:21

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孙?�730

至尊木虫 (知名作家)

★
cenwanglai(金币+1):谢谢参与

引用回帖:

Originally posted by cenwanglai at 2011-02-15 10:12:21:
这篇文献： Catalytic Role of Metal Oxides in Gold-Based Catalysts: A First Principles Study of CO Oxidation on TiO2 Supported Au

CODE:

DOI:10.1103/PhysRevLett.91.266102

问题见 ...

以上两个问题的解答跟金属-载体的相互作用有关，也跟金属单个原子-金属固体的差别有关。Al原子的价层电子3s2-3p1，形成金属后3p电子离域，暴露出局域的次外层3s电子。金属的费米能级穿过导带，过渡金属氧化物的费米能级在带隙中间、导带以上，金属与载体接触过程中，原本离域的p电子会增大离域成都，电子会自动向外转移，从而次外层电子暴露程度增加。所以才有CO与负载状态的Al（价层电子3s2-3p1）的3s电子作用。O2与Au(5d10-6s1)的d电子作用也是这个道理。是不是这样呢？希望路过的给予指导。

问题的关键是各种结构体系的前线轨道

作者用fermi能级来解释电子转移的方向，为什么不是用功函数来说明呢？对于气相分子在固体表面上的吸附和电子转移，似乎功函数和气体分子的电离能来比较更合适。是不是表面吸附态分子的电子转移用fermi能才是真是的物理图景？

可以认为是能量基准不同,结果无明显差别,
不同专业,不同的人,有不同的习惯,
有时要考虑讨论过程是否方便