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不同载体对负载型金催化剂影响的密度泛函理论研究

曹路路  贾建峰  武海顺  
【摘要】:自Haruta等发现负载型纳米金在低温下具有较高的催化活性后,对负载型纳米金的研究一直是热点。影响负载型纳米金催化活性的因素很多,主要有Au粒子的大小,价态,载体的类型等。本文主要研究载体的影响。实验上通常将大小相同的金粒子负载在不同的载体上,以直接观察载体对催化活性的影响。我们以Au_(10)为模型,将Au_(10)负载在HT、ZnO、ZrO_2-mono、Al_2O_3、TiO_2、SiO_2、石墨以及石墨烯上,在密度泛函理论水平上,通过CP2K软件包对Au10在这些载体上的稳定几何机构、电子结构以及电荷分布进行了模拟和分析。研究发现,Au_(10)在不同载体表面都倾向于平面结构。Au10在不同载体上的吸附能不同:SiO_2﹤graphene﹤graphite﹤TiO_2﹤Al_2O_3﹤ZrO_2-mono﹤ZnO﹤HT,其稳定结构如图1所示。Bader电荷分析显示,除TiO_2和SiO_2外,电子均是由载体向Au10转移使金粒子整体带负电。TiO_2和SiO_2表面主要分布的是氧原子,其较强的电负性吸引电子从而使负载的Au_(10)整体带正电。

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