鐵鈷雙核羰基簇合物結構的密度泛函理論研究

冷艷麗, 張建輝, 3, 王環江, 慕紅梅, 成莉燕, 李東東

(1. 貴州民族大學 化學工程學院, 貴陽550025; 2. 蘭州資源環境職業技術學院 環境與化工學院, 蘭州730021;3. 甘肅伯驪江3D打印科技有限公司, 蘭州 730021 )

1 前 言

催化劑作為化工領域的重要組成部分, 一直是各國科學家的重點研究對象, 其中如何提高催化劑的催化效率更是關鍵問題. 大量研究結果表明, 納米金屬簇因為獨特的量子尺寸效應、體積效應以及表面效應, 導致其催化活性和選擇性的飛躍, 被稱為“第四代催化劑”. 2009年, Kaden等人在研究 Pdn金屬團簇沉積在 TiO2表面后催化CO與O2的反應時發現：不同尺寸的團簇催化活性不相同[1]. 2011年, Shao等人在研究Pt團簇催化H+和O2反應的過程中, 得到Pt團簇尺寸增加到1.3-2.2 nm時活性極速升高, 然后逐漸減慢[2]. 同樣的變化也出現在CO在團簇Pdn(n = 13-116) 上的吸附過程中：當團簇為13-25原子時, 隨著原子數的增加吸附能急劇減小, 30-50原子范圍時吸附能最低, 然后將緩慢增加[3]. 可見, 宏觀物體相比, 團簇中的原子或分子提供了豐富的化學吸附位點, 對其研究可以獲得特定尺寸團簇的特殊反應活性, 為理論和實驗的結合提供很好的平臺, 有助于我們獲得高活性及高選擇性的催化劑[4-7].

雙金屬團簇因在各種催化反應中有較好的活性而得到廣泛研究[8-14]. 加入其它金屬能改變金屬團簇的構型和電子結構, 進而生成有獨特催化特性的雙金屬團簇[15], 其催化行為往往比單金屬團簇要好. 2003年, Koszinowski在研究雙原子團簇離子與甲烷的反應時發現, 二……