羟基氧化铟团簇与二氧化碳和甲烷作用的密度泛函理论研究

作者：何鸿锐; 夏文生^*; 张**; 万惠霖

来源：高等学校化学学报, 2022, 43(08): 136-146.

• 羟基氧化铟
• 二氧化碳
• 甲烷
• 密度泛函理论

二氧化碳(CO2)和化石能源气体燃料甲烷(CH4)均是化学稳定、温室效应较大的分子,因而对其活化、转化和利用的研究具有显著的理论和实际意义.本文采用密度泛函理论方法,计算研究了羟基氧化铟团簇与CO2,CH4和(CO2+CH4)的作用.结果表明,氧化铟团簇通过其活性位点—In—O(桥氧)—对CO2和CH4分子进行[2+2]加成活化,而羟基的引入调变了氧化铟团簇活性位点上的局部电荷,显著降低了其与CO2和CH4分子作用的活化自由能垒,使得CO2和CH4分子的活化变得容易进行.活性位点—In—O(桥氧)—中的In,O上的局部电荷差值(qIn-qO)越大,其对CO2和CH4分子作用的活化自由能垒越低.羟基氧化铟与CO2和CH4分子作用时,电子由羟基氧化铟流向CO2和CH4分子(亲核活化);而羟基引入前的氧化铟与CO2和CH4分子作用时,电子则由CO2和CH4分子流向氧化铟(亲电活化).

• 单位
  固体表面物理化学国家重点实验室; 厦门大学; 化学化工学院