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202504007.pdf
文章编号： 1672-6987（2025）04-0051-05DOI： 10.16351/j.1672-6987.2025.04.007
赵岩， 高洪涛*（青岛科技大学 化学与分子工程学院， 山东 青岛 266042）
摘要： 采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法研究了WB2（001）表面的活性及其催化氮还原反应（NRR）的机理。WB2（001）表面具有良好的表面活性，表面上有3个活性位点，即W原子的顶位，桥位和空位，可有效吸附活化N2。NRR在顶位遵循远端和交替机制两种途径，在桥位和空位都遵循酶促途径，计算结果表明WB2（001）表面W原子顶位是最有利于进行NRR的位点。当N2吸附在W顶位，通过交替路径进行NRR的决速步骤具有最接近0 eV的自由能变，极限电势仅为-0.27 V。
关键词： 第一性原理； WB2； 氮还原反应
中图分类号： O 643 文献标志码： A
引用格式： 赵岩， 高洪涛. WB2表面催化氮还原反应性能的理论研究［J］. 青岛科技大学学报（自然科学版）， 2025， 46（4）： 51-55.
ZHAO Yan， GAO Hongtao. Theoretical study on the catalytic activity of WB2 surface for nitrogen reduction reaction［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition）， 2025， 46（4）： -.
Theoretical Study on the Catalytic Activity of WB2 Surface for Nitrogen Reduction Reaction
ZHAO Yan， GAO Hongtao（College of Chemical and Molecular Engineering， Qingdao University of Science and Technology， Qingdao 266042， China）
Abstract： We have used first-principles based on density functional theory （DFT） to investigate the surface activity and mechanism of nitrogen reduction reaction （NRR） on the WB2（001） surface. The WB2（001） surface exhibits favorable surface activity with three active sites， namely the top， bridge， and hollow sites of the W atom， which effectively adsorb and activate N2. At the top site， NRR follows both distal and alternative pathways， respectively. At bridge and hollow sites， NRR follows the enzymatic pathway. The computational results demonstrate that the top site of the W atom on the WB2（001） surface is the most optimal site for NRR. When N2 adsorbs on the W top site， the potential determining step of NRR exhibits the closest free energy change to 0 eV， and the limiting potential is only -0.27 V.
Key words： first-principles calculations； WB2； nitrogen reduction reaction
收稿日期： 2024-08-22
基金项目： 山东省自然科学基金项目（ZR2021MB049）.
作者简介： 赵岩（1998—）， 硕士研究生. ∗ 通信联系人.
