对氢发生反应的Delta G~0解释的挑战
摘要：铂是用于氢气发生反应的近乎完美的催化剂，其高活性通常通过其接近热中和的氢气结合能（G~0）来解释。然而，许多候选的非贵金属催化剂与铂具有相似的氢气结合强度，但其反应活性却低了几个数量级。在本研究中，我们运用电子结构方法，可以计算完全依赖于势能的反应势垒，以便全面了解铂上的氢气发生反应。通过得到的从头计算的微观动力学模型，我们评估了铂高活性的机理起源。令人惊讶的是，我们发现G~0的氢原子在动力学上是惰性的，而具有动力学活性的氢原子的G较弱，类似于金。这些顶部氢具有特别低的势垒，我们将其与金的势垒进行比较，从而解释了高反应速率，并且覆盖度的指数变化可以唯一地解释铂对施加电势的强动力学响应。这解释了传统的萨巴蒂尔分析所忽略的铂的独特反应性，并为非贵金属替代品的真正设计准则提供了建议。
作者：Per Lindgren, Georg Kastlunger, Andrew A. Peterson
论文ID：1903.09903
分类：Chemical Physics
分类简称：physics.chem-ph
提交时间：2023-08-04