一氧化碳在钴表面活化的轨道相互作用解析

一氧化碳(CO)的吸附和解离是钴基费托的初始步骤,对理解费托合成的机理非常重要。然而,目前已有的研究结果对CO解离机理的认识仍有争议。有鉴于此,文章使用第一性原理方法系统的计算了CO在金属钴(Co)的六种典型表面的吸附能、直接解离活化能和氢助解离活化能,且与前人计算结果相一致。进而,系统研究了Co与CO的轨道相互作用对CO活化的影响。结果表明,CO直接解离时,Co-C和Co-O键的强度越大,CoCO相互作用中形成的dπ杂化轨道中参与杂化原子所提供的电子占的份额越多,C-O键的活化程度就越高。当氢(H)连接在O原子上时,能增加dπ杂化轨道中C的成分,而连接在C原子上时能显著增强Co-O键,两种情况都能显著增加C-O键的活化程度。