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作者：王浦璠;邓道繁;陈果;张慧宁;廖春发;
单位：江西理工大学材料冶金化学学部;
摘要：稀贵金属催化剂催化甲烷分解效果显著但成本较高，为此，探寻低成本催化剂是实现其工业化推广的重要课题。铁基催化剂具有耐高温、价格低、性能好等优点，目前针对铁基催化剂的表面机理研究较少，催化剂界面组成及结构稳定性仍没有统一的观点。本研究基于密度泛函理论（DFT），利用第一性原理计算表面能、态密度、差分电荷密度，研究Fe(111）/Al_2O_3(0001）界面稳定性，并探讨不同端面的催化剂形成机制。结果表明：O端界面的吸附能和电荷浓度大于Al1和Al2端界面，O原子周围电荷聚集明显；Al1和Al2端界面的Fe和Al之间形成微弱金属键，而O端界面的Fe和Al之间形成共价键、金属键和离子键，O端共价键强度高于Al1和Al2端界面。因此，O端Fe/Al_2O_3催化剂相比于其他端面结合更加紧密，同时表现出更理想的催化效果，上述研究结果为制备Fe/Al_2O_3催化剂及研究其界面的形成机制提供理论基础。
关键词：密度泛函理论;;表面能;;金属催化剂;;态密度;;差分电荷密度
基金资助：国家自然科学基金地区基金资助项目（52064020）
