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H2 分子在Li3N(110)表面吸附的第一性原理研究

陈玉红 杜瑞 张致龙 王伟超 张材荣 康龙 罗永春

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H2 分子在Li3N(110)表面吸附的第一性原理研究

陈玉红, 杜瑞, 张致龙, 王伟超, 张材荣, 康龙, 罗永春

First principles study of H2 molecule adsorption on Li3 N(110) surfaces

Chen Yu-Hong, Du Rui, Zhang Zhi-Long, Wang Wei-Chao, Zhang Cai-Rong, Kang Long, Luo Yong-Chun
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  • 采用第一性原理方法研究了H2分子在Li3N(110)晶面的表面吸附. 通过研究H2/Li3N(110)体系的吸附位置、吸附能和电子结构发现: H2分子吸附在N桥位要比吸附在其他位置稳定,此时在Li3N(110)面形成两个NH基,其吸附能为1.909 eV,属于强化学吸附;H2与Li3N(110)面的相互作用主要是H 1s轨道与N
    The adsorption of H2 on a Li3N(110) crystal surface is studied by first principles. Preferred adsorption sites, adsorption energy, dissociation energy and electronic structure of the H2/Li3N(110) systems are calculated separately. It is found that H2 is adsorbed on the N bridge site more favorably than on the other sites, while two NH radicles are formed on the Li3N(110) crystal surface. The calculated adsorption energy on the N bridge site is 1.909 eV, belonging to a strong chemical adsorption. The interaction between H2 and Li3N(110) surface is due mainly to the overlapping among H 1s, N 2s and N 2p states, through which covalent bonds are formed between N and H atoms. An activation barrier of 1.63 eV is found for the dissociation of H2 molecule in N bridge configuration, which indicates that the dissociative adsorption of H2 on Li3N(110) surface is favorable under the certain heat activation condition; NH2 radicle is formed after the optimization of H2 adsorbed on the N top site. The adsorption energy on the N top site is negative. In other words, this adsorption is unstable. So it is concluded that it is not easy to produce the LiNH2 between Li3N(110) face and H2 directly.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10547007)和兰州理工大学博士基金(批准号:BS10200901)资助的课题.
    [1]

    Chen P, Xiong Z T, Luo J Z, Lin J Y, Tan K L 2002 Nature 420 302

    [2]

    Hino S, Ichikawa T, Leng H Y, Fujii H 2005 J. Alloys Compd. 398 62

    [3]
    [4]

    Chen Y, Wu C Z, Wang P, Cheng H M 2006 Int. J. Hydrogen Ener. 31 1236

    [5]
    [6]

    Liu Y F, Hu J J, Xiong Z T, Wu G T, Chen P, Murata K J, Sakata K 2007 J. Alloys Compd. 432 298

    [7]
    [8]
    [9]

    Okamoto K, Tokoyoda K, Ichikawa T, Fujii H 2007 J. Alloys Compd. 432 289

    [10]

    Ichikawa T, Isobe S, Hanada N, Fujii H 2004 J. Alloys Compd. 365 271

    [11]
    [12]
    [13]

    Isobe S, Ichikawa T, Hanada N, Leng H Y, Fichtner M, Fuhr O, Fujii H 2005 J. Alloys Compd. 404406 439

    [14]
    [15]

    Yao J H, Shang C, Aguey-Zinsou K F, Guo Z X 2007 J. Alloys Compd. 432 277

    [16]
    [17]

    Novk P, Wagner F R 2004 J. Magn. Magn. Mater. 272 e269

    [18]

    Sarnthein J, Schwarz K, Blchl P E 1996 Phys. Rev. B 53 9084

    [19]
    [20]

    Chen Y H, Kang L, Zhang C R, Luo Y C, Pu Z S 2008 Acta Phys. Sin. 57 4174 (in Chinese) [陈玉红、 康 龙、 张材荣、 罗永春、 蒲忠胜 2008 57 4174]

    [21]
    [22]

    Jin H M, Luo J Z, Wu P 2007 Appl. Phys. Lett. 90 084101

    [23]
    [24]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [25]
    [26]
    [27]

    Schulz H, Schwarz K 1978 Acta Crystallograp. A 34 999

    [28]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson K A, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [29]
    [30]
    [31]

    Luo W H, Meng D Q, Li G, Chen H C 2008 Acta Phys. Sin. 57 160 (in Chinese)[罗文华、 蒙大桥、 李 赣、 陈虎翅 2008 57 160]

    [32]

    Meng D Q, Luo W H, Li G, Chen H C 2009 Acta Phys. Sin. 58 8224 (in Chinese) [蒙大桥、 罗文华、 李 赣、 陈虎翅 2009 58 8224]

    [33]
    [34]

    Zhao W, Wang J D, Liu F B, Chen D R 2009 Acta Phys. Sin. 58 3352 (in Chinese) [赵 巍、 汪家道、 刘峰斌、 陈大融 2009 58 3352]

    [35]
    [36]
    [37]

    Tsumuraya T, Shishidout T, Oguchi T 2007 J. Alloys Compd. 446447 323

    [38]

    Balogh M P, Jones C Y, Herbst J F, Hector L G Jr, Kundrat M 2006 J. Alloys Compd. 420 326

    [39]
    [40]

    Liu Y X, Zheng D S, Zhang Y, Jiang L, Li G X, Guo J 2008 Chin. J. Nonferr. Metal. 18 1692 (in Chinese) [刘奕新、 郑定山、 张 怡、 蒋 龙、 黎光旭、 郭 进 2008中国有色金属学报 18 1692]

    [41]
  • [1]

    Chen P, Xiong Z T, Luo J Z, Lin J Y, Tan K L 2002 Nature 420 302

    [2]

    Hino S, Ichikawa T, Leng H Y, Fujii H 2005 J. Alloys Compd. 398 62

    [3]
    [4]

    Chen Y, Wu C Z, Wang P, Cheng H M 2006 Int. J. Hydrogen Ener. 31 1236

    [5]
    [6]

    Liu Y F, Hu J J, Xiong Z T, Wu G T, Chen P, Murata K J, Sakata K 2007 J. Alloys Compd. 432 298

    [7]
    [8]
    [9]

    Okamoto K, Tokoyoda K, Ichikawa T, Fujii H 2007 J. Alloys Compd. 432 289

    [10]

    Ichikawa T, Isobe S, Hanada N, Fujii H 2004 J. Alloys Compd. 365 271

    [11]
    [12]
    [13]

    Isobe S, Ichikawa T, Hanada N, Leng H Y, Fichtner M, Fuhr O, Fujii H 2005 J. Alloys Compd. 404406 439

    [14]
    [15]

    Yao J H, Shang C, Aguey-Zinsou K F, Guo Z X 2007 J. Alloys Compd. 432 277

    [16]
    [17]

    Novk P, Wagner F R 2004 J. Magn. Magn. Mater. 272 e269

    [18]

    Sarnthein J, Schwarz K, Blchl P E 1996 Phys. Rev. B 53 9084

    [19]
    [20]

    Chen Y H, Kang L, Zhang C R, Luo Y C, Pu Z S 2008 Acta Phys. Sin. 57 4174 (in Chinese) [陈玉红、 康 龙、 张材荣、 罗永春、 蒲忠胜 2008 57 4174]

    [21]
    [22]

    Jin H M, Luo J Z, Wu P 2007 Appl. Phys. Lett. 90 084101

    [23]
    [24]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [25]
    [26]
    [27]

    Schulz H, Schwarz K 1978 Acta Crystallograp. A 34 999

    [28]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson K A, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [29]
    [30]
    [31]

    Luo W H, Meng D Q, Li G, Chen H C 2008 Acta Phys. Sin. 57 160 (in Chinese)[罗文华、 蒙大桥、 李 赣、 陈虎翅 2008 57 160]

    [32]

    Meng D Q, Luo W H, Li G, Chen H C 2009 Acta Phys. Sin. 58 8224 (in Chinese) [蒙大桥、 罗文华、 李 赣、 陈虎翅 2009 58 8224]

    [33]
    [34]

    Zhao W, Wang J D, Liu F B, Chen D R 2009 Acta Phys. Sin. 58 3352 (in Chinese) [赵 巍、 汪家道、 刘峰斌、 陈大融 2009 58 3352]

    [35]
    [36]
    [37]

    Tsumuraya T, Shishidout T, Oguchi T 2007 J. Alloys Compd. 446447 323

    [38]

    Balogh M P, Jones C Y, Herbst J F, Hector L G Jr, Kundrat M 2006 J. Alloys Compd. 420 326

    [39]
    [40]

    Liu Y X, Zheng D S, Zhang Y, Jiang L, Li G X, Guo J 2008 Chin. J. Nonferr. Metal. 18 1692 (in Chinese) [刘奕新、 郑定山、 张 怡、 蒋 龙、 黎光旭、 郭 进 2008中国有色金属学报 18 1692]

    [41]
  • [1] 吴宇阳, 李卫, 任青颖, 李金泽, 许巍, 许杰. 金属Sc修饰Ti2CO2吸附气体分子的第一性原理研究.  , 2024, 73(7): 073101. doi: 10.7498/aps.73.20231432
    [2] 张小娅, 宋佳讯, 王鑫豪, 王金斌, 钟向丽. In掺杂h-LuFeO3光吸收及极化性能的第一性原理计算.  , 2021, 70(3): 037101. doi: 10.7498/aps.70.20201287
    [3] 盛喆, 戴显英, 苗东铭, 吴淑静, 赵天龙, 郝跃. 各Li吸附组分下硅烯氢存储性能的第一性原理研究.  , 2018, 67(10): 107103. doi: 10.7498/aps.67.20172720
    [4] 杨光敏, 梁志聪, 黄海华. 石墨烯吸附Li团簇的第一性原理计算.  , 2017, 66(5): 057301. doi: 10.7498/aps.66.057301
    [5] 刘坤, 王福合, 尚家香. NiTi(110)表面氧原子吸附的第一性原理研究.  , 2017, 66(21): 216801. doi: 10.7498/aps.66.216801
    [6] 朱玥, 李永成, 王福合. Li掺杂对MgH2(001)表面H2分子扩散释放影响的第一性原理研究.  , 2016, 65(5): 056801. doi: 10.7498/aps.65.056801
    [7] 石瑜, 白洋, 莫丽玢, 向青云, 黄亚丽, 曹江利. H掺杂α-Fe2O3的第一性原理研究.  , 2015, 64(11): 116301. doi: 10.7498/aps.64.116301
    [8] 王涛, 陈建峰, 乐园. I掺杂金红石TiO2(110)面的第一性原理研究.  , 2014, 63(20): 207302. doi: 10.7498/aps.63.207302
    [9] 赵玉娜, 高涛, 吕金钟, 马俊刚. Li-N-H储氢体系热力学性质的第一性原理研究.  , 2013, 62(14): 143101. doi: 10.7498/aps.62.143101
    [10] 张杨, 黄燕, 陈效双, 陆卫. InSb(110)表面S,O原子吸附的第一性原理研究.  , 2013, 62(20): 206102. doi: 10.7498/aps.62.206102
    [11] 罗强, 唐斌, 张智, 冉曾令. H2S在Fe(100)面吸附的第一性原理研究.  , 2013, 62(7): 077101. doi: 10.7498/aps.62.077101
    [12] 李文杰, 杨慧慧, 陈宏善. H2在Al7-团簇解离吸附的理论研究.  , 2013, 62(5): 053601. doi: 10.7498/aps.62.053601
    [13] 胡小颖, 田宏伟, 宋立军, 朱品文, 乔靓. Li-N, Li-2N共掺p型ZnO的第一性原理研究.  , 2012, 61(4): 047102. doi: 10.7498/aps.61.047102
    [14] 房彩红, 尚家香, 刘增辉. 氧在Nb(110)表面吸附的第一性原理研究.  , 2012, 61(4): 047101. doi: 10.7498/aps.61.047101
    [15] 张易军, 闫金良, 赵刚, 谢万峰. Si掺杂β-Ga2O3的第一性原理计算与实验研究.  , 2011, 60(3): 037103. doi: 10.7498/aps.60.037103
    [16] 李琦, 范广涵, 熊伟平, 章勇. ZnO 极性表面及其N原子吸附机理的第一性原理研究.  , 2010, 59(6): 4170-4177. doi: 10.7498/aps.59.4170
    [17] 赵巍, 汪家道, 刘峰斌, 陈大融. H2O分子在Fe(100), Fe(110), Fe(111)表面吸附的第一性原理研究.  , 2009, 58(5): 3352-3358. doi: 10.7498/aps.58.3352
    [18] 蒙大桥, 罗文华, 李赣, 陈虎翅. Pu(100)表面吸附CO2的密度泛函研究.  , 2009, 58(12): 8224-8229. doi: 10.7498/aps.58.8224
    [19] 杜泉, 王玲, 谌晓洪, 王红艳, 高涛, 朱正和. BeH, H2和BeH2的分子结构和势能函数.  , 2009, 58(1): 178-184. doi: 10.7498/aps.58.178
    [20] 彭丽萍, 徐 凌, 尹建武. N掺杂锐钛矿TiO2光学性能的第一性原理研究.  , 2007, 56(3): 1585-1589. doi: 10.7498/aps.56.1585
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-16
  • 修回日期:  2010-11-14
  • 刊出日期:  2011-04-05

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