Thèse de doctorat en Physique et chimie des surfaces
Sous la direction de Pierre Légaré et de Bernard M'Passi-Mabiala.
Soutenue en 2006
à Strasbourg 1 .
L’activation du méthane (CH4) et du méthanol (CH3OH) sur la surface (100) du platine a été étudiée par des calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité basée sur les ondes planes et les pseudopotentiels. Nous avons optimisé le système CH4/Pt(100). Les énergies d’adsorption calculées sur les sites apical, ponté et symétrie 4 sont très faibles, dépendant peu de l’orientation moléculaire. La nature de l’interaction CH4-Pt a été examinée à travers les modifications de la structure électronique. L’adsorption du méthyle (CH3) et de l’hydrogène (H) et la coadsorption de CH3+H ont également été calculées. De ces résultats, nous avons examiné la dissociation de CH4 en CH3+H, et les énergies d’activation trouvées sont en bon accord avec les valeurs expérimentales et théoriques. L’activation de CH3OH/Pt(100) a été étudiée. Tous les sites ont presque la même énergie d’adsorption. L’adsorption de l’oxygène (O) et la coadsorption de CH4 et O ont aussi été examinées. En outre, la formation de CH3OH selon un mécanisme via la coadsorption de CH4+O a été étudiée et la barrière d’activation s’est avérée élevée.
Adsorption and activation of methane and methanol on Pt (100) surface : A density functional study
The activation of methane (CH4) and methanol (CH3OH) on Pt(100) surface has been investigated using density functional theory calculations based on plane-wave basis and pseudo-potential. We optimised CH4/Pt(100) system. The calculated adsorption energies over the top, bridge and hollow sites are small, weakly dependent on the molecular orientation. The nature of the CH4-Pt interaction was examined through the electronic structure changes. The adsorption of methyl (CH3) and hydrogen (H) and the coadsorption of CH3+H were also calculated. From these results, we examined the dissociation of CH4 to CH3+H, and the activation energies found are in good agreement with the experimental and theoretical values. The activation of CH3OH/Pt(100) has been studied. All the sites have almost the same adsorption energy. The adsorption of oxygen (O) and the coadsorption of CH4 and O were also examined. In addition, the formation of CH3OH assuming a one-step mechanism step via the coadsorption of CH4+O has been studied and the barrier height was found to be high.