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表面形貌对钯纳米环催化性能的影响

Influence of Morphology Change on Palladium Nano-ring’s Catalytic Performance
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摘要 运用基于分子动力学方法的软件LAMMPS,在EAM势(嵌入原子势)函数下对一种钯纳米环结构贵金属催化剂材料进行了数值建模和计算,模拟了其工作过程中比表面积和不饱和配位活性位点数量受环境温度变化的影响,结合后处理软件OVITO对表面及截面原子排布情况进行了分析。结果表明:模型在温度变化过程中表面形貌演变出坑洞型及阶梯型原子排布,提供了更多配位不饱和的活性位点;比表面积、活性位点比例与升降温循环次数之间成反比关系,由此验证了其催化性能在工作过程中的降低趋势;且10次循环后损失低于5%,表明其具有很高的循环稳定性。 The influence of environmental temperature variation on specific surface area and amount of unsaturated-coordinated active sites in palladium nano-ring structure was simulated,for which some modeling and computation using embedded atom method and LAMMPS based on molecular dynamics method were carried out.Through analysis and visualization tool OVITO,the atomic arrangements on surface and cross section of the models were analyzed in detail.Results suggest that temperature fluctuation brings out pits and steps on surface as the morphology change,consequently introduce more unsaturated-coordinated active sites.Both specific surface area and proportion of active sites decreases while the numbers of temperature fluctuation loops(heating-cooling cycles)increase.As a result,catalyst performance degradation of the nano-ring is verified during the course of its operation.The degradation after 10 loops is less than 5%.
作者 韦思禹 王磊 郭林凯 杨东辉 WEI Siyu;WANG Lei;GUO Linkai;YANG Donghui(College of Mechanics and Materials,Hohai University,Nanjing 211106,China)
出处 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期244-249,330共7页 Journal of Materials Science and Engineering
基金 国家自然科学基金资助项目(11472098).
关键词 贵金属催化剂 钯纳米环 催化性能 表面形貌 配位不饱和 活性位点 noble metal catalyst palladium nano-ring catalyst performance surface morphology unsaturated coordination active sites
作者简介 韦思禹(1994-),男,广西河池人,硕士研究生。研究方向:计算材料学。E-mail:WeisyChina@163.com;通讯作者:王磊(1980-),男,副教授。研究方向:新型功能材料变形与力学行为的多尺度模拟。E-mail:WangL@hhu.edu.cn。
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