Pd/Au(100)表面上乙烯气相氧化法合成乙酸乙烯酯催化活性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法系统地研究了乙烯气相氧化法合成乙酸乙烯酯催化剂Pd/Au(100) 表面的催化活性. 对关键反应物种在该表面的吸附、共吸附性质及耦合基元反应进行了计算和讨论. 乙烯在催化剂表面存在π-, 2σ- 两种稳定吸附构型, 为弱化学吸附; 乙酸根物种存在Pd-Au与Pd-Pd两种二位啮合(bi-dentate)构型, 为强化学吸附. 催化剂表面的吸附作用使两关键反应物种的分子轨道能量靠近. 共吸附构型中最高占据和最低未占据分子轨道的能级差(HOMO-LUMO-gap)随表面相邻Pd原子数目的增多而增大, 表明由HOMO向LUMO分子轨道发生电子转移的能力变弱. 耦合基元反应过渡态能垒的分析结果与HOMO-LUMO-gap定性分析结果一致, 说明连续相邻的表面Pd原子不利于反应的进行.