电催化神助攻：d带中心理论
电催化神助攻：d带中心理论
大纲：d带中心理论如何表示吸附能大小；金属的配体效应和拉紧效应如何影响d带中心。
- 多相催化：化学反应是在催化物表面产生，催化剂能否有效的加速反应进行是至关重要的一步。
- 对于金属催化剂来说，其活性受元素组成、化学状态、尺寸大小、晶面结构等各种错综复杂的因素影响。
- 化学吸附：漂浮在空气中的气体分子和催化剂表面形成化学键。形成化学键后，吸附质和金属表面的总能量降低，更加稳定。
- 成键轨道：能量低；反键轨道：能量高。
- 成键能带上填充的电子越多，体系能量越低，成键越稳定。
- 原子与催化剂表面的吸附既不能太强，又不能太弱。
- 原子内部电子的运动区域由里到外可以分为很多个壳层：K、L、M、N；每个壳层里面运动的电子能量是不一样的，根据角动量差异分为不同的电子亚层：s、p、d、f。
- s、p层级容易相互吸引，形成了sp能级，当很多个原子聚集在一起的时候，sp能级就叠加形成了sp能带；d能级叠加形成了d能带。
- 费米能级与吸附非常相关。
- 重整能带降低了sp能带的能量，其相互作用也会产生反键能带。sp能带非常宽，产生的反键轨道远高于费米能级，不会被电子填充，不会影响成键的稳定性，暂时不考虑反键能带。
- sp能带：宽泛的；d能带：窄且局部的。
- d能带与重整能带发生耦合，形成一个能量低于重整能带的成键能级，和一个能量高于d能带的反键能级，最终缔合键能带。
- 反键能带被电子填充的少，高费米能级的部分越大，成键越稳定；反键能带比电子填充的越多，费米能级的能量部分越小，成键就越不稳定。
- 吸附质氧和金属表面成键的稳定性由两个部分决定：
- sp轨道与2p轨道的耦合；【2P轨道和SP轨道能带的重整能带的能量范围形状都是差不多的
吸附作用并不是很强】
- d轨道和重整能带的耦合。【对成键能级的高低影响作用比较大】
- 红色：金属的d能带；蓝色：最终的结合能带；虚线：费米能级。
- d带中心降低---吸附强度降低；d带中心上升---吸附强度增加。【一致性】
- 元素周期表：
- 从左到右：降低；从上到下：降低。
- 调节配位。
- 金属表面配位数的差异会导致d带中心的移动。
- 配位数：金属中最邻近和次临近的原子数。
- 面心立方Pt的配位数是12。
- （1 0 0）：8；（1 1 0）：7，窄；（1 1 1）：9，宽。
- 表面排布越紧，能带分布越宽，d带中心越低，吸附能越弱，反应活性更低。
- 金属填充的电子数是不变的，也就是费米能级以下的那部分（红色）面积是不变的，因此变窄后的整个能带需要上移来保持填充电子数的不变。【？？？？】
- 原子排布变疏，能带变窄，d带中心上移，吸附能增大。
