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本文采用Gaussian 98程序,在Pd和Y的RECP近似下,运用B3LYP方法,对Pd和Y采用基集合SDD,对N采用基集合AUG-cc-pVTZ或6-311++G**,对C、O采用基集合6-311++G**,对PdN、PdN<,2>、PdH<,2>、Pd-CO、Pd-OC、YCO和YN<,2>分子的微观结构以及不同温度下的热力学函数进行了理论计算。
计算得到PdN分子的基电子状态为4∑<->,PdN<,2>分子的最稳定构型为单重态的线性Pd-N-N(C<,∞>v),其电子状态为<1>∑<+>。采用最小二乘法拟合出PdN分子的Murrell-Sorbie势能函数,使用多体展式理论导出了势函数中的参数进而给出PdN<,2>分子基态势函数的解析表达式,其势能面准确地复现了平衡稳态结构和能量关系。
以气态分子总能量中的振动能E<,v>代替该分子处于固态时的振动能量,以电子运动和振动运动熵S<,EV>代替分子处于固态的熵的近似方法,计算了不同温度下金属Pd与N<,2>、H<,2>、CO反应以及Y与C0、N<,2>反应的△H 、△S 、△G 及反应平衡压力,导出了反应平衡压力与温度的关系。比较各反应平衡压力,得到N<,2>、H<,2>、CO在金属Pd表面吸附能力的强弱关系,提出减弱Pd吸附CO的方案。比较YCO(s)、YN<,2>(s)、YH<,2>(s)和Pd-CO(s)、PdN<,2>(s)、PdH<,2>(s)的Gibbs自由能△G ,得到Y吸附CO、N<,2>和H<,2>的强弱关系以及Y、Pd吸附CO、N<,2>和H<,2>的强弱关系。由此可以认为在纯钯中加入钇,一方面增强了H<,2>在合金膜表面的吸附,另一方面减弱了杂质气体CO和N<,2>的吸附,从而有效提高了渗氢速率。