原子与分子物理学报2024,Vol.41Issue(2) :31-34.DOI:10.19855/j.1000-0364.2024.021005

H2O分子在五边形BCN上吸附与解离的第一性原理研究

Water adsorption and dissociation on penta-BCN:A first-principles study

史金磊 付龙 时俊仙 冯祎 王美娟
原子与分子物理学报2024,Vol.41Issue(2) :31-34.DOI:10.19855/j.1000-0364.2024.021005

H2O分子在五边形BCN上吸附与解离的第一性原理研究

Water adsorption and dissociation on penta-BCN:A first-principles study

史金磊 1付龙 1时俊仙 1冯祎 1王美娟1
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作者信息

  • 1. 郑州师范学院 物理与电子工程学院 郑州市低维纳米材料重点实验室,郑州 450044
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摘要

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了 H2O分子在五边形BCN上的吸附与解离过程.研究结果表明,五边形BCN结构的B原子是H2O分子的最稳定的活性吸附位点.H2O分子在该活性位点极易解离,其初步解离过程为放热反应且分解势垒仅为0.191 eV,并形成稳定的OH/H产物.深入研究发现,H2O分子初步解离后的五边形BCN表面,可直接分解后续吸附的H2O分子.该研究结果为五边形BCN对H2O分子的吸附解离机制提供理论借鉴.

Abstract

Based on the first-principles calculations of density functional theory,we have investigated the ad-sorption and dissociation processes of water on penta-BCN substrate.Results show that the B atom of the penta-BCN structure is the active binding site for H2O adsorption.Initially,the adsorbed H2O molecule can easily dissociated at this active binding site,and the dissociation process is an exothermic reaction with a small barrier of only 0.191 eV,then,a stable OH/H product is formed on the penta-BCN substrate.Interestingly,further research found that the surface structure after the initial dissociation of H2O molecules can directly decompose the subsequently adsorbed H2O molecules.This study provides a theoretical guidance for the adsorption and dissocia-tion mechanisms of H2O molecules on penta-BCN.

关键词

五边形BCN/H2O吸附解离/第一性原理计算

Key words

Penta-BCN/Adsorption and dissociation processes of H2O/First-principles calculations

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基金项目

郑州师范学院大学生创新性实验计划(DCY2020041)

出版年

2024
原子与分子物理学报
四川大学,四川省物理学会,中国物理学会原子与分子物理专业委员会

原子与分子物理学报

北大核心
影响因子:0.296
ISSN:1000-0364
参考文献量19
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