HF在α-AIF3（0001）表面吸附的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论系统研究了不同覆盖度下HF在3F、2F、1F与Al终端的α-AIF3（0001）表面的吸附行为，分析了HF与不同终端表面相互作用的电子机制．计算结果表明：HF在3F终端的α-AIF3（0001）表面物理吸附：在2F及1F终端表面化学吸附，形成Al—F键和FHF结构，使HF分子活化，可以参加下一步的氟化反应：在Al终端表面解离吸附形成Al—F与Al—H键．3F、2F、1F及Al终端表面配位不饱和数目分别为0、1、2与3配位．不同覆盖度研究表明，在2F终端表面上，吸附一个HF分子使表面Al配位达到饱和，后续吸附的HF为物理吸附：而在1F与Al终端表面仍可化学吸附．因此，推测α-AI...

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Bibliographic Details
Published in物理化学学报 Vol. 29; no. 2; pp. 271 - 278
Main Author 刘瑞 滕波涛 全洁丽 郎佳健 罗孟飞
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 2013
Subjects
α-AIF3（0001）
密度泛函理论
差分电荷密度
氟化氢
电子态密度
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ISSN1000-6818

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Summary:利用密度泛函理论系统研究了不同覆盖度下HF在3F、2F、1F与Al终端的α-AIF3（0001）表面的吸附行为，分析了HF与不同终端表面相互作用的电子机制．计算结果表明：HF在3F终端的α-AIF3（0001）表面物理吸附：在2F及1F终端表面化学吸附，形成Al—F键和FHF结构，使HF分子活化，可以参加下一步的氟化反应：在Al终端表面解离吸附形成Al—F与Al—H键．3F、2F、1F及Al终端表面配位不饱和数目分别为0、1、2与3配位．不同覆盖度研究表明，在2F终端表面上，吸附一个HF分子使表面Al配位达到饱和，后续吸附的HF为物理吸附：而在1F与Al终端表面仍可化学吸附．因此，推测α-AIF3暴露不同终端表面中Al原子配位不饱和数越高．其对HF吸附与活化能力越强，可能的氟化催化反应活性越高．差分电荷密度与电子态密度分析表明，HF与3F终端α-AIF3（0001）表面发生弱相互作用，而与2F、1F与Al终端表面形成较强的电子相互作用．
Bibliography:11-1892/06
HF; α-AIF3（0001）; Density functional theory; Charge density difference; Density of state
Using density functional theory, the adsorption behaviors of HF at α-AIF3（0001） surfaces with different coverages of 3F, 2F, 1F, and AI terminations were studied systematically. The electronic interactions between HF and the α-AIF3（0001） surfaces were also analyzed. Our results indicated that physisorption occurs when HF adsorbs at the 3F-terminated surface. Strong chemisorption occurs, and AI-- F and FHF structures form when HF adsorbs at surfaces with 2F and 1F terminations. Under these conditions, the HF molecule is activated, and might take part in the subsequent fluorination reactions. Dissociated adsorption occurs, and AI--F and AI--H bonds form when HF is adsorbed on the AI-terminated surface. The unsaturated coordination numbers for surface AI with 3F, 2F, 1F, and AI-terminated surfaces are 0, 1, 2, and 3, respectively. The coordination number of the AIF2 surface is saturated when one HF molecule adsorbs;
ISSN:1000-6818