Water Dissociative Adsorption on NiO(111): Energetics and Structure of the Hydroxylated Surface

吸附 化学 密度泛函理论 非阻塞I/O 催化作用 活化能 氧化物 物理化学 量热法 金属 热化学 无机化学 热力学 计算化学 有机化学 物理
作者
Wei Zhao,Michal Bajdich,Spencer J. Carey,Aleksandra Vojvodić,Jens K. Nørskov,Charles T. Campbell
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:6 (11): 7377-7384 被引量:96
标识
DOI:10.1021/acscatal.6b01997
摘要

The energetics of the reactions of water with metal oxide surfaces are of tremendous interest for catalysis, electrocatalysis, and geochemistry, yet the energy for the dissociative adsorption of water was only previously measured on one well-defined oxide surface, iron oxide. In the present paper, the enthalpy of the dissociative adsorption of water is measured on NiO(111)-2 × 2 at 300 K using single-crystal adsorption calorimetry. The differential heat of dissociative adsorption decreases with coverage from 170 to 117 kJ/mol in the first 0.25 ML of coverage. Water adsorbs molecularly on top of that, with a heat of ∼92 kJ/mol. Density functional theory (DFT) calculations reproduce the measured energies well (all within 17 kJ/mol) and provide insight into the atomic-level structure of the surfaces studied experimentally. They show that the oxygen-terminated O-octo(2 × 2) structure is the most stable NiO(111)-2 × 2 termination and gives reaction energies with water that are more consistent with the calorimetry results than the metal-terminated surface. They show that water adsorbs dissociatively on this (2 × 2)-O-octo surface to produce a hydroxyl-covered surface with a heat of adsorption of 171 ± 5 kJ/mol in the low-coverage limit (very close to 170 kJ/mol experimentally) and an integral heat that decreases by 14 kJ/mol up to saturation (compared to ∼30 kJ/mol experimentally). Sensitivity of this reaction’s energy to choice of DFT method is tested using a variety of different exchange correlation functionals, including HSE06, and found to be quite weak.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
学海星辰完成签到,获得积分10
3秒前
cdercder应助YTC采纳,获得10
4秒前
周小熊完成签到 ,获得积分10
4秒前
南瓜灯Lample完成签到,获得积分10
5秒前
lovo发布了新的文献求助10
6秒前
火星上访天完成签到 ,获得积分10
8秒前
小乙猪完成签到 ,获得积分0
9秒前
Jeff完成签到,获得积分10
9秒前
你倒是发啊完成签到,获得积分10
9秒前
我是老大应助lpx43采纳,获得10
10秒前
xyq完成签到,获得积分10
15秒前
郭可梦完成签到 ,获得积分10
17秒前
小白聚酯完成签到,获得积分10
17秒前
木子李完成签到,获得积分10
18秒前
ping完成签到,获得积分10
18秒前
清脆如风完成签到 ,获得积分10
19秒前
泊凉少年完成签到,获得积分10
20秒前
科研小垃圾完成签到,获得积分10
21秒前
dagongren完成签到 ,获得积分10
23秒前
舒适青槐完成签到,获得积分10
25秒前
舒服的松鼠完成签到,获得积分20
26秒前
yuan完成签到,获得积分10
26秒前
lovo完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
王楠雪完成签到,获得积分20
27秒前
kyle完成签到 ,获得积分10
27秒前
光亮的青文完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
NINISO完成签到,获得积分10
31秒前
王楠雪发布了新的文献求助10
31秒前
yuan发布了新的文献求助20
31秒前
前路一片222222222光明完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
高高的哈密瓜完成签到 ,获得积分10
32秒前
liujianxin完成签到,获得积分20
32秒前
SJBio完成签到,获得积分10
34秒前
天天快乐应助liujianxin采纳,获得10
34秒前
35秒前
35秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
Variations: A More Diverse Picture of Contemporary Art 400
A Primer on Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) Fourth Edition 400
Induction Heating and Heat Treatment (ASM Handbook, Volume 4C) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7586468
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9164740
关于积分的说明 19612995
捐赠科研通 7166972
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266657
关于科研通互助平台的介绍 2431682
邀请新用户注册赠送积分活动 2258435