在过渡金属氧化物上负载的高度分散的金纳米颗粒已被证明可以催化重要的化学反应，如一氧化碳的低温氧化。金/氧化物体系的催化性能取决于结构效应(粒子的大小和形状)、金与载体的界面、金粒子的修饰电子结构和金的氧化态。由几个原子组成的小簇，即亚纳米大小的簇，对原子数量、簇的结构和支撑的变化很敏感。对于这样的小结构，氧化物载体足够近，可以与金上的吸附物相互作用，因此可能在它们的结合中发挥积极作用，并影响金的催化活性。阳离子金在氧化表面催化CO氧化中的作用至关重要。

图1所示。吸附在铁端磁铁矿表面的稳定金纳米结构(上排小图)的侧面图。绿色和蓝色的云给出了电子电荷再分配的信息。它们分别呈现了吸附金引起的电子密度差的表面，并对应于电子电荷的积累和耗尽，以恒定值5 |e|/nm绘制^3.。显示了每个金纳米结构原子和邻近磁铁矿原子上的电子电荷转移量(电子电荷单位|e|)。它是根据清洁氧化物表面和自由吸附原子上的电荷来计算的。红色、灰色、黄色和黑色的球分别代表氧原子、铁原子、金原子和碳原子。下一行图显示了CO吸附在金纳米结构-磁铁矿载体上引起的电子电荷转移。请注意，负号表示电子电荷损失，即原子的净正电荷。

本文利用密度泛函理论，对磁铁矿铁端表面吸附金的亚纳米结构进行了理论研究。磁铁矿是最稳定的氧化铁之一。它的(111)取向表面，在晶体学上代表了磁铁矿的自然生长面，是最热力学稳定的。本研究主要研究1 ~ 4个金原子结构与磁铁矿表面的相互作用，以了解氧化载体如何影响沉积小金颗粒的结构和电荷状态，并确定其与CO分子相互作用的单一活性中心，从而更好地了解催化的重要因素。确定了吸附金体系中能量有利的一类，并对其结构、能量、电子和磁性的变化趋势进行了研究。

被吸附的单个金原子带负电荷。然而，对于较大的金结构，吸附结合能大大增加，并且结构呈现净正电荷(图1)，这被认为是增强CO氧化催化作用所必需的。研究了CO分子与裸磁铁矿表面和具有小金结构的磁铁矿表面的相互作用，并对吸附载体电荷转移的性质和大小进行了研究。CO与金的纳米结构是通过碳原子成键的。我们证明，在CO吸附后，所有被考虑的金结构都是阳离子的(带正电荷)，并且CO与金原子的键合最强，而金原子与铁原子没有直接键合，并且显示出最多的正电荷(图1)。总的电荷流是从CO/金系统到磁铁矿载体。这项工作提供的见解有助于更好地理解磁铁矿表面上的金纳米颗粒在一氧化碳催化氧化中的反应性。

Adam Kiejna, Tomasz Pabisiak
波兰Wrocław, Wrocław大学实验物理研究所

出版

金亚纳米结构在磁铁矿(111)表面的吸附及其与CO的相互作用。
张建军，张建军，张建军，等
2016年7月21日

离线阅读:

相关文章:

	木耳素的有趣结构特性及其…链霉菌是次生代谢产物的主要生产者，具有广泛的生物活性。这些产物中有大量属于聚酮类。这些结构多样的化合物是……
	超声与胺化纳米颗粒在…今天，由于在复杂的过程中带来了方便性和探索性，协同效应引起了人们的关注。在催化领域，超声波(USWs)之间的协同效应…
	成像金属纳米颗粒在石墨烯气凝胶上的吸附多孔碳气凝胶和海绵状材料与金属纳米颗粒(NPs)的功能化在能源储存和收集以及环境修复等领域有着巨大的应用前景。的方法……
	低磷酸盐后的现代静脉注射铁?纤维母细胞……铁是一种重要的物质，在人体中起着许多作用。低铁引起的贫血(缺铁性贫血)可使疾病结果恶化，并降低生活质量。
	电子液晶:解决…物质的相以每一状态所固有的对称性为特征。想象一下水结冰的过程。这种相变伴随着H2O分子的结晶，…
	我们如何调整复合粒子的磁响应…复合颗粒含有两种或两种以上的成分，因此与单一成分颗粒相比，它们具有多种优势，如多功能、新功能或增强的性能。它们的性质是由……