HF在α-AlF_3(0001)表面吸附的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论系统研究了不同覆盖度下HF在3F、2F、1F与AI终端的α-AIF_3(0001)表面的吸附行为,分析了HF与不同终端表面相互作用的电子机制.计算结果表明:HF在3F终端的α-AIF_3(0001)表面物理吸附;在2F及1F终端表面化学吸附,形成AI—F键和FHF结构,使HF分子活化,可以参加下一步的氟化反应;在AI终端表面解离吸附形成AI—F与AI—H键.3F、2F、1F及AI终端表面配位不饱和数目分别为0、1、2与3配位.不同覆盖度研究表明,在2F终端表面上,吸附一个HF分子使表面AI配位达到饱和,后续吸附的HF为物理吸附;而在1F与AI终端表面仍可化学吸附.因此,推测α-AIF_3暴露不同终端表面中Al原予配位不饱和数越高,其对HF吸附与活化能力越强,可能的氟化催化反应活性越高.差分电荷密度与电子态密度分析表明,HF与3F终端α-AIF_3(0001)表面发生弱相互作用,而与2F、1F与AI终端表面形成较强的电子相互作用.