CO与H2在应变Fe(110)表面的竞争吸附

CO与H2在应变Fe(110)表面的竞争吸附*

李守英1)2) 赵卫民1)? 乔建华1) 王勇1)

【摘 要】为研究CO降低临氢管线钢的氢脆机制,采用基于自旋极化密度泛函理论的第一性原理方法,研究H2和CO在Fe(110)表面吸附过程中的势能变化以及不同应变时的吸附.研究发现Fe(110)表面对CO的吸引力大于H2,且预先吸附的CO能阻碍H2的解离,减弱H与Fe之间的作用力.态密度分析结果表明CO中的C原子与Fe原子有多个共轭峰,有强烈的共轭杂化作用.不同应变Fe(110)表面的吸附结果表明CO在Fe(110)表面的吸附能比H2更负,CO与表面的结合强度更大,CO优先吸附.结合热力学定量计算分析CO分压对氢覆盖度影响,结果表明随着CO的分压升高,氢覆盖度降低.表面拉应变越大,需要的CO分压越高.拉应变使得H2,CO吸附能差减小,CO阻碍氢吸附的能力降低是拉应变表面需要更高CO分压的原因. 【期刊名称】《物理学报》 【年(卷),期】2019(068)021 【总页数】7

【关键词】氢脆,竞争吸附,氢吸附

(2019年5月3日收到;2019年8月21日收到修改稿) PACS：71.15.Mb,73.20.Hb

* 山东省自然科学基金(批准号： ZR2017MEE005)资助的课题.

1 引 言

近年来,环境保护、地球温室效应、能源枯竭已经成为世界各国共同努力研究的重要课题,各国都在致力于开发清洁能源和可再生能源[1].太阳能、风能具有丰