Zr掺杂CeO2电子结构的密度泛函计算.pdfVIP

第 15卷 第 3期 VOI．15NO．3 2009年 6月 Jun．2009 Zr掺杂 CeO2电子结构的密度泛函计算 李 梅，李岩峰，柳召刚，胡艳宏，付 海 (内蒙古科技大学 材料与冶金学院，内蒙古 包头 014010) 摘要 ：根 据密度泛函理论 ，采 用 “总体能量平 面波”超软赝 势方法 ，对 不 为氧储存剂以提高催化剂的氧储存能力 ，从而改善三 同的Zr掺杂浓度的CeO2晶体几何结构进行 了优化 。从理论上给 出了 效催化剂的催化性能。但是该催化剂在高温老化后催 Zr掺杂 Ce0 晶体结构参数及性质 ；计算了Zr掺杂情况下 CeOz晶体 的 器总体能量 、能带结构 、总波态密度和分波态密度 。研 究表明，Z 取代 化性能大幅下降，这主要与高温 中催化剂的比表面积 № Ce“及 Ce后 晶体 的稳 定性增强 ，同时掺 杂Zr使得 晶格 中自由载流 子 大幅下降有关 ，所 以利用掺杂改性来提高其高温热稳 中 电子和 ( 的波态密度 的增加 ，使得晶格 中Ce和 Ce“之间的变价 可能 定性是最直接的方法 ，其 中Ce—Zr一0体系表现出良好 性增 大。 国 的热稳定性和氧化还原性能[1】，所 以其催化性能较为 关键词 ：密度泛 函理论 ；电子结构 ；掺杂 优越 ，研究也最为广泛。 粉 中图分类号 ：TN302。0646．54 文献标志码 ：A 本文 中采用密度泛函理论2[-3]的广义梯度近似下 文章编号 ：1008-5548(2009)03—0013-04 体 的平面波赝势法对不 同 zr掺杂浓度的Ce0：电子结 术枝 刚 构进行了详细的研究。 CalculationBaseduponDensityFunction № TheoryinZr—dopedCeO2Crystall 1 理论模型和计算方法 1．1 理论模型 LiMei，LiYanfeng，LiuZhaogang， 理想Ce02是萤石立方结构，属于 05h-fm3m空间 HuYanhong，FuHa／ 点群 。晶格常数 a=b=c=5．411am， =y=90。，其原 (SchoolofMaterialandMetallurgy，InnerMongoliaSciencenad Technoloyg University，Baotou014010，China) 胞如图 1所示 。 Abstract：ThegeometrystructureofCeO2crystalwasoptimizedabouta seriesofZr—dopedcasesna dperformedby adopting