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DFT学习--文献

DFT学习--文献 DFT计算在文献中所体现的图主要是近EF局域态密度的 3D顶视图、总态密度图TDOS、分态密度图PDOS、d带中心对比图和吉布斯反应能阶梯图等。一、以High-Entropy Intermetallic PtRhBiSnSb Nanoplates for Highly Efficient Alcohol Oxidation Electrocatalysis为例近EF局域态密度的3D顶视图(figure.a b)a为 PtRhBiSnSbHEIb为 PtBiSnSb对照图例颜色是元素蓝Pt、橙Rh、紫Bi、橄榄Sn、粉Sb等值面更密集/连贯则代表该处近EF态更丰富利于电荷转移/化学键形成a 相比 b表面与 Rh 邻域的近-EF态贡献更强提示引入Rh提高了电荷转移动力学与活性位密度。分态密度图figure.c横轴是能量通常将费米能级 (EF) 设为0 eV纵轴是态密度代表在某个能量下有多少电子可以占据的轨道峰值越靠近EF则表示某个元素的轨道峰值越靠近EF表明该原子在催化反应中越活泼。不同曲线的重叠区域表明了元素间存在轨道杂化和电子转移体现了不同元素间的协同效应。d带中心对比图(figure.d)有两条曲线、两个纵轴黑色左轴表示整体d带中心蓝色右轴表示表面Pt的d带中心加Rh后整体d带中心上移这表示电子转移更容易但表面Pt的d-带中心略下移则表示弱化了与中间体尤其CO的过强吸附但是吸附能也不是越大越好太负结合太弱底物不容易活化太趋向于0eVEF结合太强毒物如 CO不容易脱附最佳情况是适中 底物能抓住毒物不粘牢。位点依赖的分态密度图(figure.e f g h i)图标右侧标注Surface / Middle / Bulk 表示反应位置部分子图还写了Sf-Bi-Sb、Bk-Bi-Sn等三元素合金或x元素合金及反应位置。峰值越靠近EF则表示该合金和位置在催化反应中活性越好。吸附能对比图figure.j负值更容易吸附结合更强正值吸附不利/很弱CH₃OH、CO₂、CO三条路径对比CH₃OH路径吸附能更负更易活化。吉布斯反应能阶梯图(figure.h i)横轴为反应中间体纵轴为反应能近似自由能上坡吸能/难一步要吸能下坡放能/易一步放能最高那级上坡≈表观能垒在二氧化碳路径下的PtRhBiSnSb 上仅出现一个较小能垒 ~0.41 eV整体“阶梯”相对平缓且总体反应能更负表示“走完全氧化更顺、更有驱动力”PtBiSnSb 则更偏好 CO 路径。读图口诀a、b看 EF 附近电子云是否更“亮/连通”Rh 加入 → 更亮更连通。c看谁的 PDOS 靠 EFRh-4d 贴 EF。d整体 d-带中心↑吸附能更高Pt 的 d-带中心↓更抗“粘”\吸附能更低。e–i看从 bulk体相层→surface表面层的位移与稳健性红色竖线只是趋势标记不是“斜能带”。jCH₃OH、CO₂ 吸附更强CO 更弱抗毒。k、l从开始到末尾降得越多、能垒越小坡度越缓反应越顺PSd 带中心的定义在过渡金属里d 轨道的电子态分布d-DOS决定了催化剂表面对吸附物的亲和力。d 带中心就是把整个 d 态分布的重心算出来类似于一个“加权平均能级”其中Dd(E)D_d(E)Dd​(E)是 d 态的 DOSEEE是能量通常费米能级EFE_FEF​被设为 0。直观理解d 带中心就是“这块金属 d 轨道电子能量的平均水平线”可以在一定程度上反应催化剂表面对吸附物的亲和力。d 带中心离EF越近 金属与吸附物如 CO、O、OH的反键轨道重叠越强吸附越牢固d 带中心离EF越远金属和吸附物间吸附力减弱更容易脱附。
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