团簇MnPS_3催化析氢活性密度泛函研究

摘要

为了探究过渡金属磷化物MnPS_3的催化析氢活性，根据拓扑学原理设计出团簇MnPS_3模型，运用密度泛函理论，在B3LYP/def2-tzvp水平下对其进行优化处理，得到9种优化构型。从前线轨道图(HOMO-LUMO图)、轨道能级差及热力学参数等方面对团簇MnPS_3各优化构型的催化析氢活性进行了分析，结果表明：S原子是H原子吸附的主要位点；在Tafel反应中团簇MnPS_3加氢构型的稳定性较吸附氢原子前的构型有所下降，有利于氢气解吸；在Heyrovsky反应中团簇MnPS_3加氢结构的电子转移所需的能量较大，不利于氢气析出；三重态构型3~((3))在氢原子吸附及氢气解吸的过程中均表现较好，是团簇MnPS_3最优的催化析氢构型。

关键词

团簇MnPS_3 / 前线轨道理论 / HOMO-LUMO图 / 催化析氢

基金资助

国家自然科学基金重点项目(51634004); 国家级大学生创新创业训练计划项目(202210146008/202210146011/202210146009/202110146027/202010146009/202010146016); 辽宁省大学生创新创业训练计划项目(S202210146020/S202210146017/S202210146021)