Reaction mechanism of ethylene glycol decomposition on Pt model catalysts: A density functional theory study
Reaction mechanism of ethylene glycol decomposition on Pt model catalysts: A density functional theory study
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Pt模型催化剂上乙二醇分解的反应机理：密度泛函理论研究
DOI：
10.1016/j.apsusc.2016.07.025
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发表时间：
2016-12
影响因子：
6.7
通讯作者：
Guichang Wang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cunqin Lv;Bo Yang;Xianyong Pang;Guichang Wang
了解和控制键喙序列在催化过程中很重要。采用DFT-GGA方法和平板模型相结合的方法，研究了不同铂模型催化剂上乙二醇的裂解反应，包括密排铂(111)、阶梯状铂(211)和更开放的铂(100)催化剂。计算结果表明，乙二醇和其他分解物种的吸附能取决于表面原子的配位数，即配位数越低，吸附能越高。此外，在所有模型催化剂上乙二醇热分解的最终产物都是CO和H_2，但反应机理不同：在Pt111上，第一步是单键H键断裂，其次是C2H6O2→、HOCH2CH2O+→、HOCH2CHO+3H、→、HOCH2CO、+3H、→、OCH2CO+1H、→、OCHCO、+5H、→、CO+→、→、2CO+3H2；而在铂(211)和铂(100)上是继第一个单键H键断裂后的第二个单键H键断裂，即C2H6O2→、HOCH2CH2O+→、OCH2CH2O、OCH2CH2O、→、OCHCH2O、H2H、→、OCHCHO、+、→、2HCO、→、→、2CO、+H3H2、C2H6O2、→、HOCH2CH2O+→、OCH2CH2O、→+→、OCH2CH2O+HOCH2CH2O+OCH2CH2O+CH2O(100)催化乙二醇化生成H2。它是铂(111)和GT；铂(211)和铂(100)。
Understanding and controlling bond beak sequence is important in catalytic processes. The DFT-GGA method combined with slab model was performed to study the ethylene glycol decomposition on various Pt model catalysts such as close-packed Pt(111), stepped Pt(211) and a more open one, Pt(100). Calculation results show that the adsorption energies of ethylene glycol and other decomposition species depend on the coordination number of surface atom, that is, low coordination number correspond to high adsorption energy. Moreover, it was found that final products of ethylene glycol decomposition are CO and H2on all model catalysts, but the reaction mechanism varies: On Pt(111), the first step is Osingle bondH bond scission, followed by Csingle bondH bond cleavage, namely C2H6O2→ HOCH2CH2O + H → HOCH2CHO + 2H→ HOCH2CO +3H → OCH2CO + 4H → OCHCO + 5H → CO + HCO + 5H → 2CO + 6H→ 2CO + 3H2; On Pt(211) and Pt(100), however, it is a second Osingle bondH bond cleavage that follows the initial Osingle bondH bond scission, that is, C2H6O2→ HOCH2CH2O + H → OCH2CH2O + 2H → OCHCH2O + 3H → OCHCHO + 4H → 2HCO + 4H → 2CO + 6H → 2CO + 3H2on Pt(211), and C2H6O2→HOCH2CH2O+ H → OCH2CH2O + 2H→OCHCH2O+3H→OCCH2O+4H→CO+H2CO+4H→CO+HCO+5H→2CO+6H→2CO+3H2on Pt(100) For the catalytic order of ethylene glycol to form H2, it may be determined based on the rate-controlling step, and it is Pt(111) > Pt(211) > Pt(100).
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