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申请/专利权人：电子科技大学
摘要：本发明属于电化学能源材料技术领域，具体涉及一种添加表面空位的MoSi2N4促进CO2还原为CH4的催化剂设计方法，本发明的目的是筛选出具有优秀CH4催化活性的催化剂，并分析应用电位对催化活性的影响。主要方案包括：构建包含表面空位的MoSi2N4计算模型；利用密度泛函理论计算该类催化剂的空位形成能以判断形成空位的热力学难度；通过计算态密度和差分电荷密度图，来分析空位对MoSi2N4表面电子结构的调节情况以及向周围原子的电荷转移情况；分析空位催化剂产生CH4的活性。本发明为设计出新型的高效的催化剂提供理论基础。
主权项：1.一种添加表面Si空位的MoSi2N4促进CO2还原为CH4的催化剂设计方法，包括以下步骤：步骤1构建包含表面Si空位的催化剂计算模型首先选定模型，然后建立单层超晶胞，设置真空层，并进行模型优化，得到包含表面Si空位的单层超晶胞模型，记为MoSi2N4-Siv；步骤2评估Si空位结构的热稳定性利用计算得到的催化剂的空位形成能来评价表面Si空位的形成难度，再与典型二维材料的空位形成能作比较；步骤3分析Si空位对电子性质的调节情况通过计算催化剂的投影态密度PDOS来分析空位对MoSi2N4表面电子结构的调节情况，通过计算空位的差分电荷密度图来验证电子结构所产生的变化；步骤4评估Si空位的CO2活化能力通过结构优化后CO2的变形程度来判断CO2是否被活化，计算CO2吸附能来进一步判断Si空位是否活化了CO2；通过计算吸附CO2后的PDOS和差分电荷密度图来说明CO2活化能力，通过分析空位结构的PDOS来解释CO2活化能力的起源；步骤5评估催化剂的CO2RR性能评估Si空位对CO的吸附能力，判断能够进行后续氢化还原。分析产生CH4的催化活性，计算产生CH4的自由能图，根据自由能图找到自由能变化最大的步骤，然后计算极限电位UL，找到势能限制步PDS，并确定最优催化路径；步骤6施加应用电位分析对空位结构产生CH4的最优路径施加应用电位，分析在此电位下，最优催化路径产生的变化。
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权利要求：
百度查询： 电子科技大学 一种添加表面空位的MoSi2N4促进CO2还原为CH4的催化剂设计方法
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