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纳米团簇Au_(19)Pd和Au_(19)Pt催化解离N_2O(英文)

俞炜铃  左会文  陆春海  李奕  章永凡  陈文凯  
【摘要】:采用密度泛函理论研究Au-Pd和Au-Pt纳米团簇催化解离N2O.首先根据计算得到Au19Pd和Au19Pt团簇的最优构型(杂原子均位于团簇的表面).以Au19Pd催化解离N2O为例研究催化解离的反应机理.对此主要考虑两个反应机理,分别是Eley-Rideal(ER)和Langmuir-Hinshelwood(LH).第一个机理中N2O解离的能垒是1.118 e V,并且放热0.371 e V.N2分子脱附后,表面剩余的氧原子沿着ER路径消除需要克服的能垒是1.920e V,这比反应沿着LH路径的能垒高0.251 e V.此外根据LH机理,氧原子在表面的吸附能是-3.203 e V,而氧原子在表面转移所需的能垒是0.113 e V,这表明氧原子十分容易在团簇表面转移,从而促进氧气分子的生成.因此,LH为最优反应路径.为了比较Au19Pd和Au19Pt对N2O解离的活性,根据最优的反应路径来研究Au19Pt催化解离N2O,得到作为铂族元素的铂和钯对N2O的解离有催化活性,尤其是钯.同时,将团簇与文献中的Au-Pd合金相比较,得到这两种团簇对N2O解离有较高的活性,尤其是Au19Pd团簇.再者,O2的脱附不再是影响反应的主要原因,这可以进一步提高团簇解离N2O的活性.

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