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引用本文格式: BING Qi-Ming,LIU Jing-Yao. First-principle study of hydrogen production from HCOOH dehydrogenation on Pd@C2N single-atom catalyst [J]. J. At. Mol. Phys., 2020, 37(6): 886 (in Chinese) [秉琦明,刘靖尧. Pd@C2N单原子催化剂用于HCOOH分解制氢的第一性原理研究 [J]. 原子与分子物理学报, 2020, 37(6): 886]
 
Pd@C2N单原子催化剂用于HCOOH分解制氢的第一性原理研究
First-principle study of hydrogen production from HCOOH dehydrogenation on Pd@C2N single-atom catalyst
摘要点击 556  全文点击 169  投稿时间:2020-06-30  
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DOI编号   
中文关键词   密度泛函理论  HCOOH分解制氢  单原子催化剂
英文关键词   Density functional theory  HCOOH dehydrogenation  Single-atom catalyst
基金项目   国家自然科学基金(21773083)
作者单位
秉琦明 吉林大学 理论化学研究所 理论与计算化学实验室长春 130023 
刘靖尧 吉林大学 理论化学研究所 理论与计算化学实验室长春 130023 
中文摘要
    用于HCOOH分解制氢的贵金属催化剂存在着反应选择性差和资源稀缺等问题. 单原子催化可以有效改善催化剂性能并降低成本,C2N作为一种新型二维材料可为过渡金属原子提供良好的结合位点. 本文利用密度泛函理论,设计了Pd@C2N 单原子催化剂,研究了HCOOH在Pd@C2N表面上的吸附和分解制氢反应机理. 结果表明,HCOOH可在Pd原子顶位吸附,并在C2N表面N原子的协同作用下通过甲酸盐路径生成氢气. 通过比较,Pd@C2N具有比Pd (111)表面更好的催化反应活性与选择性.
英文摘要
    The poor selectivity and resource scarcity restrict the application of noble metal catalysts in hydrogen production from HCOOH dehydrogenation reaction. Single-atom catalysis (SAC) can effectively improve catalyst performance and reduce cost. As a novel two-dimensional material, C2N can provide ideal binding sites for transition metal atoms. In this work, using the density functional theory (DFT), we designed the Pd@C2N single-atom catalyst and studied the HCOOH adsorption and dehydrogenation mechanism on Pd@C2N surface. The results show that HCOOH can adsorb at the top site of Pd atom. The dehydrogenation reaction prefers the formate path to generate hydrogen under the synergistic effect of N atom on C2N. Pd@C2N also has the better catalytic activity and selectivity than the Pd(111) surface.

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