O与O_2在Au团簇上吸附的密度泛函理论研究.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)1068Acta．-Chim．Sin．2011，27(5)，1068-1074May【Article】www．whxb．pku．edu．cnO与O2在Au团簇上吸附的密度泛函理论研究郭晓伟滕波涛袁金焕赵云赵越刘莎(浙江师范大学物理化学研究所，浙江金华321004)摘要：采用基于密度泛函理论(DFT)的Dmol。程序系统研究了O原子与O在Au。与Au。团簇上的吸附反应行为．结果表明：O在Au。团簇顶端洞位上的吸附较Au。强：在侧桥位吸附强度相近．O与O在带负电Au团簇上吸附较强，在正电团簇吸附较弱．从O—O键长看，当金团簇带负电时，O—O键长较长

2、，中性团簇次之，正电团簇中O—O键长较短，因而O活化程度依次减弱．电荷布居分析表明，Au团簇带负电时，O与O得电子数较中性团簇多，而团簇带正电时，得电子数较少．差分电荷密度(CDD)表明，O与Au团簇作用时，金团簇失电子，0的轨道得电子，使O—O键活化．O在Au_日团簇上解离反应活化能为1．33eV,较中性团簇低0．53eV；而在Au；。上活化能为2．27eV,较中性团簇高0．41eV,这与0在不同电性Au，。团簇O—O键活化规律相一致．关键词：O与O吸附反应Au团簇密度泛函理论中图分类号：O641：0647DensityFunctionalTheoryStudyofAtomicandMole

3、cularOxygenAdsorptiononAuClustersGUOXiao．WeITENGBo—TaoYUANJin—HuanZHAOYunZHAOYueLIUSha(InstituteofPicalChemistry,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321004,ZhejiangProvince，PR．China)Abstract：TheadsorptionbehaviorsofOandO2onchargedandneutralAu19andAu20clustersweresystematicallyinvestigatedbydensityfunctio

4、naltheory(DFT)withDmolprogram．OurresultsindicatethattheadsorptionenergiesofOonthehollowsitesofAu19arehigherthanthoseonAu20：whilethoseontheside-bridgesitesoftheAu19andAu20clustersaresimilar．Fornegativelychargedclusters，theadsorptionenergiesofOandO2arehigherthanthoseforneutraIandpositiveclusters．TheO—

5、ObondlengthsoftheadsorbedO2ontheAu1oandAu2oclusterswithdifferentchargesshowasimilartrendtotheadsorptionenergy，thatis，theO—ObondlengthsonAu；9arelongerthanthoseontheAu19andAu9clusters．PopulationanalysisshowsthatmoreelectronstransfertotheadsorbedOandO2fromtheAu_gandAuclusters．whichindicatesstrongerinte

6、ractionscomparedwiththeneutraIorpositiveclusters．Chargedensitydifference(CDD)analysisforO2ontheAu19andAu20clusterssuggeststhatelectronsoftheAu19andAu20clusterstransfertotheTT"orbitaIofO2．uponwhichtheO—Obondsareactivated．ThedissociationreactionbarrierofO2onAU19iS1．33e、／'whichlsIowerthanthoseonAu1g(1．

7、86eV)andAu十g(2．27eV)．KeyWords：Oxygenatomandmolecule；Adsorption；Reaction；Aucluster；Densityfunctionaltheory1引言金颗粒对CO具有较高的低温氧化活性以来，金催自Haruta等发现沉积在金属氧化物上的纳米化成为多相催化的研究热点之一．其中O与O在Received：November42010：Revi