摘要 铂被广泛用作混合硫 (HyS) 循环中氢气生产的首选催化剂。在此循环中,水 (H 2 O) 和二氧化硫 (SO 2 ) 反应生成硫酸和氢气。然而,铂对 H 2 O 和 SO 2 的表面反应性尚未完全了解,尤其是考虑到表面上可能发生的竞争吸附。在本研究中,我们进行了密度泛函理论计算和长程色散校正 [DFT-D3-(BJ)],以研究 H 2 O 和 SO 2 对 Pt (001)、(011) 和 (111) 表面的竞争效应。比较单个H 2 O分子在不同Pt表面的吸附情况,发现H 2 O在(001)表面的解离吸附能最低(E ads = –1.758 eV),其次是(011)表面(E ads = –0.699 eV)和(111)表面(E ads = –0.464 eV)。对于SO 2 分子的吸附,趋势类似,在(001)表面的吸附能最低(E ads = –2.471 eV),其次是(011)表面(E ads = –2.390 eV)和(111)表面(E ads = –1.852 eV)。因此,在H 2 O和SO 2 竞争吸附时,SO 2 分子会优先吸附到Pt表面。如果SO 2 浓度增加,两个相邻的SO 2 分子之间可能会发生自反应,导致表面形成一氧化硫(SO)和三氧化硫(SO 3 ),这可能导致Pt催化表面硫中毒。
主要关键词