[发明专利]筛选多金属加氢催化剂的模拟方法

权利要求书

1.一种筛选多金属加氢催化剂的模拟方法，包括以下步骤：

(1)多金属催化剂模型的构建

构建至少两个各自含有多种金属的多金属催化剂模型，和所述多金属催化剂模型中涉及金属的单金属体相模型；

对所述多金属催化剂模型和单金属体相模型的各自基态结构进行优化；

计算并分析优化后的多金属催化剂模型的结构稳定性和多种金属间的相互作用，筛选出结构稳定的多金属催化剂模型；

(2)加氢反应过程的模拟

基于加氢反应所涉及的反应路径，建立反应涉及分子的分子模型；

基于所述反应路径、分子模型和结构稳定的多金属催化剂模型，建立加氢反应网络模型；

(3)多金属加氢催化剂的筛选

基于所述加氢反应网络模型，对所述分子模型与所述结构稳定的多金属催化剂模型之间的相互作用进行电子效应计算和分析；

搜寻所述加氢反应网络模型在所述结构稳定的多金属催化剂模型上进行所述加氢反应的过渡态；

对各种所述反应路径在所述结构稳定的多金属催化剂模型上进行加氢反应的能量参数计算；

根据上述电子效应计算和分析、过渡态搜寻和能量参数计算的结果，筛选出多金属加氢催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述多金属催化剂模型的构建方法包括：将所述多金属催化剂模型含有的多种金属中的一种金属作为基底金属，其它金属以替代掺杂、间隙掺杂和表面覆盖的形式中的至少一种存在。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述替代掺杂与间隙掺杂的位置分布于所述基底金属的表层或亚表层。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，计算优化后的多金属催化剂模型的结构稳定性为计算优化后的多金属催化剂模型的形成能、结合能和表面形成能中的至少一种；计算优化后的多金属催化剂模型的多种金属间的相互作用为计算优化后的多金属催化剂模型的吸附能、功函数、差分电荷密度、态密度、分波态密度和d带中心中的至少一种。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述多金属催化剂模型中涉及的金属为铝、钯、铑、钌、镍、铟、锡、银和铜。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，构建所述加氢反应网络模型遵循Horiuti-Polanyi机理和/或非Horiuti-Polanyi机理。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，计算所述分子模型与所述结构稳定的多金属催化剂模型之间的相互作用关系为计算所述分子模型与所述结构稳定的多金属催化剂模型发生吸附前后的变化的吸附能、功函数、差分电荷密度、态密度、分波态密度、d带中心和巴德电荷中的至少一种。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，搜寻所述过渡态的过程包括：设置搜寻所述过渡态的次数≥2次；设置搜寻所述过渡态的过程中，能量收敛标准为模型结构能量变化的范围在1×10^-4eV至5×10^-3eV内，原子受力变化的范围在至内；

且当得到的过渡态模型只有一个虚频时停止搜索。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述能量参数计算包括进行加氢反应的能量势垒的计算。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述多金属催化剂模型和加氢反应网络模型的构建所使用的软件为Materials Studio、GaussView、Diamond、CrystalMaker中的至少一种；

所述基态结构的优化、优化后的多金属催化剂模型的结构稳定性和多种金属间的相互作用的计算、所述电子效应计算，所使用的软件为VASP、Materials Studio和Gaussian中的至少一种。