真空及负载纳米金相变过程的分子动力学模拟研究

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1、学号：12102403常州大学硕士学位论文真空及负载纳米金相变过程的分子动力学模拟研究研究生钱曌指导老师殷开梁教授专业名称物理化学研究方向分子模拟2015年4月MoleculardynamicssimulationofvacuumandloadgoldnanophasetransitionprocessADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByQianZhaoPhysicalchemistryDissertationSupervisor:Prof.YinKailiangApril,2015常州大学

2、学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学

3、校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年摘要中文摘要为了解决如今的雾霾天气，必须开发出一种新型并且高效的加氢脱硫催化剂以用来加快生产清洁油品，是解决这一问题的当务之急。新型的沸石负载型金属/合金催化剂被认为是符合这项条件的催化剂。但是贵金属纳米催化剂在高温情况下容易出现熔化、烧结行为。我们为了避免这一情况的发生，开发了二氧

4、化硅负载型纳米催化剂。但是由于没有理论的纳米级催化剂的熔点数据，我们运用了MS（MaterialsStudio）软件对金纳米粒子在沸石等载体表面及孔道中负载及烧结等行为进行分子模拟研究。1、本工作首次尝试利用MS软件、PCFF和COMPASS力场以及软件自有分析手段对1.0~6.0nm七种不同粒径的金纳米团簇的熔点进行了模拟计算。模拟研究发现，可以通过系统的能量、径向分布函数、粒径曲线以及定向相关函数随温度变化曲线的异变还有空间构型的变动来联合判断纳米团簇的熔点范围，而其中定向相关函数法是全新且有效的方法。通过对两种力场所得势能-温度曲线的对比

5、，认为采用COMPASS力场似乎更为合适。模拟得到的不同粒径金纳米粒子熔点，与文献报道的熔点范围具有一定的可比性，说明本工作所采用的研究方法是可靠的。其结果是金纳米粒子的熔点随着金纳米粒子的粒径的增大而升高，且低于块状金的熔点。2、通过对整个体系的降温模拟，模拟研究的1.0~6.0nm七种不同的粒径的金纳米团簇的凝固点进行了模拟计算。通过系统的能量、径向分布函数、粒径曲线以及定向相关函数随温度变化曲线的异变，并且通过空间构型的变动来联合判断纳米团簇的凝固点范围，对之前熔化行为得到的结果进行了证明其是正确的。结果还得到了不同粒径的金纳米团簇的凝固

6、点随着粒径的减小而降低，并且温度要高于熔化的温度。3、对二氧化硅负载下的金纳米粒子同样也进行了简单的升温情况的研究。通过系统的能量、径向分布函数、粒径曲线以及定向相关函数随温度变化曲线的异变，并且通过空间构型的变动来联合判断纳米团簇的熔点范围。结果表明，其熔点也随着粒径的增加而增大，但是要高于真空情况下的熔点稳点。通过以上的模拟实验，我们得到了为今后的负载型金属纳米催化剂的熔化行为提供了严实了理论基础。并且比实验更节省时间、人力。4摘要不仅如此，我们还通过可视化的模拟构型，更能准确的表现出金纳米团簇在熔化前后的形态的变化。关键词：MS软件；分子

7、动力学；金纳米团簇；熔点；定向相关函数VABSTRCATABSTRCATInordertosolvetoday'shazeweather,mustdevelopakindofnewandefficienthydrodesulfurizationcatalysttoacceleratetheproductionofcleanfuel,isapressingmatterofthemomenttosolvetheproblem.Newtypeofzeolitesupportedmetal/alloycatalystwasfoundtobeconsis

8、tentwiththeconditionsofthecatalyst.Butthenoblemetalnanocatalystunderthecond