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金属簇X (X=Pt-Au, Au-Au)负载在(3×2) TiO2(110)完整表面上的覆盖度效应
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]福州大学化学化工学院,福州350116, [2]福州大学省部共建光催化国家重点实验室培育基地,福州350002
  • 相关基金:国家自然科学基金(90922022),福建省自然科学基金(2012J01032,2012J01041)和华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开放基金fFSKLCC1110)资助项目
中文摘要:

采用自旋极化密度泛函和广义梯度近似的方法并结合周期平板模型, 探讨了不同覆盖度(θ)下双金 属簇X (X=Pt-Au, Au-Au)在(3×2)TiO2(110)完整表面上的吸附行为. 另外, 在本文给出的所有覆盖度模式下(θ= 1/6-1 ML), 我们仅研究其基态构型. 计算结果表明: 当θ〈1/2 ML时, 金属簇X在TiO2(110)表面上吸附能随覆盖 度的增加而增加; 当θ〉1/2 ML时, 除了饱和覆盖度下, 吸附能随覆盖度的增加而减小; 当θ=1/2 ML时, 吸附能最 大. 即使Pt-Au/TiO2体系的吸附能比Au-Au/TiO2体系的小, 但相对于Au-Au 簇, Pt-Au 簇更容易在TiO2(110)表 面上形成双金属单分子层. 在半覆盖和全覆盖下, X簇的峰与TiO2的峰在-3.0 eV到费米能级之间产生明显重 叠, 表明簇与底物之间存在化学作用. 且当覆盖度小时, X-TiO2相互作用是成簇的主要因素; 随着覆盖度的增 大, X-X原子间相互作用就逐渐变成了成簇的主要动力.

英文摘要:

Based on spin-polarized density functional theory and generalized gradient approximation (DFT-GGA) calculations, the coverage-dependent adsorption of X bimetallic clusters (X=Pt-Au, Au-Au) on the (3 × 2) TiO2(110) surface has been investigated utilizing periodic supercell models in the absence of oxygen vacancy sites. Only the ground-state structures corresponding to the given coverage patterns (θ= 1/6-1 ML) for X clusters are discussed in this work. The unambiguous results reveal that the adsorption energies increase with coverage up to 1/2 ML and then decrease except for when saturated coverage is reached. According to the interaction with X clusters, it is more feasible at all coverage levels to create a monolayer film of Pt-Au bimetallic clusters on the TiO2(110) surface than it is to create a monolayer of Au- Au clusters, even though the adsorption energy of the Pt-Au/TiO2 adsorption system is smaller in comparison with that of the Au-Au/TiO2 system. Importantly, especially for the half and saturated coverages, there is a broadening of X peaks overlapping with the TiO2 state ranging from -3.0 eV to the Fermi level, suggesting a strong interaction between the surface and bimetallic cluster. Also of particular interest is the adsorptive mechanism where the X-TiO2 interaction is the main driving force at the initial stage of the adsorption process, whereas the X-X interaction controls the process as the coverage increases.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781