| ชื่อเรื่อง | : | โครงสร้างและกลไกการการเกิดปฏิกิริยาระดับนาโนเมตรของโลหะทรานสิชันในระบบตัวเร่งปฏิกิริยาเมทอลออกไซด์ |
| นักวิจัย | : | สมเกียรติ นกบิน |
| คำค้น | : | Ceria , density of states , DFT , Electron density , ELF , Rh/CeO2 , Rhodium |
| หน่วยงาน | : | สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย |
| ผู้ร่วมงาน | : | - |
| ปีพิมพ์ | : | 2552 |
| อ้างอิง | : | http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5080215 , http://research.trf.or.th/node/6312 |
| ที่มา | : | - |
| ความเชี่ยวชาญ | : | - |
| ความสัมพันธ์ | : | - |
| ขอบเขตของเนื้อหา | : | - |
| บทคัดย่อ/คำอธิบาย | : | ได้ทำการศึกษาโครงสร้างและกลไกการการเกิดปฏิกิริยาระดับนาโนเมตรของโลหะทรานสิชันในระบบตัวเร่งปฏิกิริยาเมทอลออกไซด์ชนิด Rh/CeO2(110) และ Rh/CeO2(111) เพื่อที่อธิบายสมบัติทางด้านโครงสร้าง ด้านอิเล็กโทรนิกส์ และอันตรกิริยาของโลหะทรานสิชัน (Transition metal) ชนิด Rhodium (Rh) ที่มีผลร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยา cerium dioxide (CeO2) โดยในการศึกษาครั้งนี้ได้ทำการศึกษาถึงอิทธิพลของโครงสร้างของพื้นผิวเมทอลออกไซด์ที่มีต่อการเกิดอันตรกิริยากับโลหะทรานสิชัน อิทธิพลของโลหะทรานสิชันที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างบนพื้นผิวเมทอล ออกไซด์ อิทธิพลของโครงสร้างบนพื้นผิวเมทอล ออกไซด์ที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสมบัติโลหะทรานสิชัน รวมถึงบริเวณใดบนพื้นผิวของเมทอลออกไซด์ที่มีความเสถียรที่สุดในการเกิดปฏิกิริยากับโลหะทรานสิชัน นอกจากนี้ยังได้ทำการศึกษาอิทธิพลของจำนวนโลหะทรานสิชัน (number of coverge) ต่อการเปลี่ยนแปลงของอันตรกิริยาที่สนใจ .ในการศึกษาครั้งนี้ได้ใช้ระเบียบการคำนวณทางเคมีควอนตัมแบบ Periodic DFT จากการศึกษาพบว่าบริเวณพื้นผิวที่ตำแหน่ง O4 ของ CeO2(110) บนพื้นผิวของเมทอลออกไซด์มีความเสถียรที่สุดในการเกิดปฏิกิริยากับโลหะทรานสิชัน Rhodium โดยที่โลหะทรานสิชันจะอยู่ในบริเวณที่ใกล้เคียงกับอะตอม cerium และ oxygen ขณะที่ตำแหน่ง O3 และ O2 เป็นตำแหน่งที่เสถียรที่สุดบนพื้นผิวของ CeO2(111) ที่ Rh coveralge น้อยและ Rh coveralge มาก ตามลำดับ อิทธิพลของจำนวนโลหะทรานสิชันมีผลต่อความเสถียรของระบบ Rh/CeO2(110) และ Rh/CeO2(111) กล่าวคือในระบบที่มีจำนวนโลหะทรานสิชันน้อย (1/2 ML) จะพบว่าโลหะสามารถจะเกิดอันตรกิริยากับพื้นผิวได้ดี เนื่องจากโลหะสามารถเข้าใกล้พื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาได้มากกว่าและค่าพลังงานการดึงดูดระหว่าง Rh metal layer กับ CeO2-slab (E2) มีค่ามากกว่าค่าพลังงานในการเกิดเป็น Rh metal layer (E1) ในทางตรงกันข้ามเมื่อมีจำนวนโลหะทรานสิชันมากขึ้น (1 ML) ความเสถียรของอันตรกิริยาระหว่าง Rhodium กับพื้นผิว CeO2 ลดลง เนื่องจากพลังงานในการเกิดเป็น Rh metal layer (E1) นั้นมีค่ามากทำให้เกิดอันตรกิริยาระหว่าง Rh-Rh ซึ่งส่งผลต่อการดึงดูดระหว่าง Rh metal layer กับ CeO2-slab นอกจากนี้ยังพบอิทธิพลของโลหะมีผลต่อลักษณะทางโครงสร้างของพื้นผิวเมทอลออกไซด์ โดยเฉพาะอะตอมออกซิเจนบริเวณพื้นผิวที่สามารถถูกกระตุ้นให้หลุดออกจากพื้นผิวได้ง่าย ส่งผลให้เกิดการถ่ายเทของอิเล็กตรอนภายในระบบโดยพบว่าจะมีการถ่ายเทอิเล็กตรอนจากทั้งโลหะและอะตอม oxygen ไปสู่อะตอม cerium ที่พื้นผิว ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางเคมีของอะตอม cerium จาก Ce4+ เป็น Ce3+ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา We investigated the interactions of Rh/CeO2(110) and Rh/CeO2(111) systems. The adsorption site dependence as well as the coverage dependence of such surfaces has been studied. Three types of interaction energies have been calculated to help characterize the metal-oxide interaction: the energy of adsorption of Rh atoms (Eads), the energy of adhesion of a Rh overlayer (Eadh) and the formation-of-the-Rh-layer energy (Eform). We find that the O4 is predicted to be the most stable adsorption site for (110) surface, while O3 and O2 sites are predicted to be the most stable adsorption sites for (111) surfaces at low and high Rh loading, respectively. As a function of coverage, at the high coverage, the metal-metal interactions within the Rh overlayer give the largest contribution to the stabilization of the Rh overlayer, giving rise of Rh layer formation energy with the increasing surface coverage, while, the Rh...Oxide interaction trend to reduce. The distorted surface structures of Rh/CeO2(111) indicate that Rh can penetrate into the (111) surface or Rh could make a new Rh...Oxide species due to the highly surface oxygen migration in the CeO2(111). The Bader charge analysis reveals the electron transfer from Rh to the surface Ce atoms, resulting in the promotion of the partial reduced Ce atom from Ce4+ toward Ce3+ as well as the high oxidation state of Rh particles in the system. From the electron density different plots, electrons are accumulated above Ce atoms and the empty space between each Rh atom in the Rh overlayer. |
| บรรณานุกรม | : |
สมเกียรติ นกบิน . (2552). โครงสร้างและกลไกการการเกิดปฏิกิริยาระดับนาโนเมตรของโลหะทรานสิชันในระบบตัวเร่งปฏิกิริยาเมทอลออกไซด์.
กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย. สมเกียรติ นกบิน . 2552. "โครงสร้างและกลไกการการเกิดปฏิกิริยาระดับนาโนเมตรของโลหะทรานสิชันในระบบตัวเร่งปฏิกิริยาเมทอลออกไซด์".
กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย. สมเกียรติ นกบิน . "โครงสร้างและกลไกการการเกิดปฏิกิริยาระดับนาโนเมตรของโลหะทรานสิชันในระบบตัวเร่งปฏิกิริยาเมทอลออกไซด์."
กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2552. Print. สมเกียรติ นกบิน . โครงสร้างและกลไกการการเกิดปฏิกิริยาระดับนาโนเมตรของโลหะทรานสิชันในระบบตัวเร่งปฏิกิริยาเมทอลออกไซด์. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2552.
|
