Single Metal Atom Catalyst Supported on g-C3N4 for Formic Acid Dehydrogenation: A Combining Density Functional Theory and Machine Learning Study

脱氢 密度泛函理论 催化作用 电负性 甲酸 Atom(片上系统) 金属 氢气储存 无机化学 化学 活化能 材料科学 吸附 氢 物理化学 计算化学 有机化学 计算机科学 嵌入式系统
作者
Xiaomei Zhao,Li Wang,Yong Pei
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:125 (41): 22513-22521 被引量:51
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.1c05734
摘要

The development of an efficient formic acid dehydrogenation catalyst provides a solution for hydrogen storage and transportation. In this study, we systematically explored the catalytic performance of single atom catalysts (SACs) embedded on g-C3N4 (denoted as M@g-C3N4, M = Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, W, Os, Ir, Pt, and Au) for the formic acid dehydrogenation by the density functional theory (DFT) method and machine leaning (ML). First, the reaction energy of formic acid dehydrogenation on M@g-C3N4 is used as an indicator for screening the metal atom with favorable thermodynamic reaction activity, and then the energy barrier of the rate determination step (RDS) is calculated and used to find out the most optimal SACs. According to the DFT calculation results, the SACs of Rh-, Pd-, and Pt@g-C3N4 exhibit good performance in both thermodynamics and kinetics for formic acid dehydrogenation. Moreover, we found that the adsorption strength of formic acid on M@g-C3N4 largely determines the reaction energy of RDS of the formic acid dehydrogenation, which show a nearly linear correlation relationship. Finally, the machine leaning further indicates that the adsorption strength of formic acid on M@g-C3N4 is determined by the combination of the two key features, the electronegativity of metal atoms and the d-band center of metal atom. These findings can help us understand the intrinsic correlation between catalytic performance and the electronic structure of metal atoms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Ywr发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
荔枝发布了新的文献求助30
3秒前
roy724关注了科研通微信公众号
4秒前
zsj发布了新的文献求助10
4秒前
adamchris发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
fuyuting完成签到 ,获得积分10
6秒前
QQ完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
bonjour完成签到 ,获得积分10
8秒前
Giant06230824发布了新的文献求助10
10秒前
vickylow完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
samgood发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
洪豆豆完成签到,获得积分10
15秒前
霸气师完成签到 ,获得积分10
15秒前
Abby完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
ChloeFeng完成签到,获得积分10
20秒前
同迎发布了新的文献求助10
20秒前
星辰大海的应助被伊莎贝拉采纳,获得10
20秒前
21秒前
zsj发布了新的文献求助10
21秒前
roy724发布了新的文献求助10
25秒前
Li完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
jingnan完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
田様的应助被轻松的烨霖采纳,获得10
30秒前
31秒前
田様的应助被科研通管家采纳,获得10
31秒前
大模型的应助被科研通管家采纳,获得10
31秒前
酷波er的应助被科研通管家采纳,获得10
31秒前
领导范儿的应助被科研通管家采纳,获得10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
A Will for the Machine: Computerization, Automation, and the Arts in South Africa 400
Decentring Leadership 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7809249
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9341509
关于积分的说明 20507275
捐赠科研通 7401778
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3329050
关于科研通互助平台的介绍 2475843
邀请新用户注册赠送积分活动 2347610