[发明专利]一种利用铁电体调控金原子催化性能的模拟计算方法

说明书

本发明提出一种利用铁电体调控金原子催化性能的模拟计算方法，该方法为：构建金原子与铌酸锂铁电子极化分子结构的球棍模型，并计算金原子与铌酸锂铁电子的球棍模型的总能量值；采用耗散粒子动力学方法确定各粒子之间的相互作用力、相互速度和相互位置；将铌酸锂铁电子二维化处理，即构建N*N二维网格，将铌酸锂电子各个粒子分布于二维网格的交点上；根据各粒子之间的相互作用力确定不同沉积温度下金原子与二维化的铌酸锂铁电子覆盖位置；计算不同温度下金原子覆盖于铌酸锂铁电子的覆盖率数值；该方法可以有效预测不同温度、不同的铁电体表面，金原子的表面积变化趋势，从而预测金原子催化性能随着温度的变化趋势。

技术领域

本发明属于材料科学数值模拟技术领域，具体涉及一种利用铁电体调控金原子催化性能的模拟计算方法。

背景技术

负载型金属催化剂的载体研究是当今科学界的热点研究话题，现研究的几种常用的催化剂载体有石墨烯、纳米碳纤维、γ-Al2O3、CeO2纳米管和高分子载体等，铁电体作在电子器件领域有广泛的应用，但是在铁电体表面形成金原子聚集团簇的形貌预测还很少。对使用铁电体作为载体的研究较少，我们就使用铁电体作为载体对催化金属的催化活性影响进行模拟计算研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种利用铁电体调控金原子催化性能的模拟计算方法。

一种利用铁电体调控金原子催化性能的模拟计算方法，包括以下步骤：

步骤1：构建金原子与铌酸锂铁电子极化分子结构的球棍模型，并计算金原子与铌酸锂铁电子的球棍模型的总能量值；

步骤2：设置金原子与铌酸锂铁电子的配位数数值，采用耗散粒子动力学方法确定各粒子之间的相互作用力、相互速度和相互位置；

步骤3：设置各粒子的个数和沉积温度；

步骤4：将铌酸锂铁电子二维化处理，即构建N*N二维网格，将铌酸锂电子各个粒子分布于二维网格的交点上；

步骤5：根据各粒子之间的相互作用力确定不同沉积温度下金原子与二维化的铌酸锂铁电子覆盖位置；

步骤6：计算不同温度下金原子覆盖于铌酸锂铁电子的覆盖率数值；

所述铌酸锂铁电子极化分子结构，为根据分子极化过程移动原子而得到所需极化分子，从而作为铁电体衬底。

所述金原子与铌酸锂铁电子的球棍模型的总能量值的方法具体为：利用密度泛函理论计算方法计算金原子与铌酸锂铁电子的球棍模型的总能量值。

所述采用耗散粒子动力学方法确定各粒子之间的相互作用力、相互速度和相互位置的计算公式如下所示：

其中，

a_ij(T)＝a_ii+1.451χ_ijk_BT；

a_ii＝15k_BT；