密度泛函方法研究銀團(tuán)簇和雙原子分子的相互作用.pdf

1、復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文密度泛函方法研究銀團(tuán)簇和雙原子分子的相互作用姓名：周佳申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：物理化學(xué)指導(dǎo)教師：范康年20060516復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文A B S T R A C TI nr e c e n ty e a r s ，t h ei n t e r a c t i o nb e t w e e ns m a l lm o l e c u l e sa n d m e t a lc l u s t e r s i nt

2、h eg a sp h a s eh a s a t t r a c t e d s i g n i f i c a n t a t t e n t i o n ，b o t h e x p e r i m e n t a l l y a n d t h e o r e t i c a l l y S m a l lc l u s t e r s u s u a l l yh a v e v e r yd i f f e r e n t

3、c a t a l y t i cp r o p e r t i e s f r o m t h o s eo f t h ec o r r e s p o n d i n gb u l k m a t e r i a l b e c a u s eo f a q u i t e l a r g e s u r f a c e —t o —v o l u m er a t i o ．H o w e v e r ，i t i s u s

4、u a l l yd i f f i c u l tt o c o n f i r mt h eb i n d i n gs i t e a n d a b i l i t y o ft h ec l u s t e r sa n ds m a l lm o l e c u l e si n t h ee x p e r i m e n t s ．T h e r e b y ，i ti s o fs i g n i f i c a n

5、c et oe m p l o yt h e t h e o r e t i c a lm e t h o d s t o i n v e s t i g a t et h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nt h em e t a lc l u s t e r sa n ds m a l lm o l e c u l e s i n o r d e rt o u n d e r s t a n dt

6、 h em e c h a n i s m a n da n t i c i p a t et h e p o s s i b l ec a t a l y t i cr e a c t i o n ．T h i st h e s i s c o n s i s t s o ft h r e ep a r t s o fd e n s i t y f u n c t i o n a l s t u d i e so n t h e i

7、n t e r a c t i o nb e t w e e ns i l v e r c l u s t e r s a n d c a r b o n m o n o x i d e ，o x y g e n m o l e c u l e ，a n d n i t r i c m o n o x i d e ，r e s p e c t i v e l y ．1 I n t e r a c t i o nb e t w e e n

8、 s i l v e rc l u s t e r sa n dc a r b o nm o n o x i d eC O a d s o r p t i o no n s m a l l n e u t r a l ，a n i o n i ca n d c a t i o n i cs i l v e rc l u s t e r sA 島∞= 1 —7 ) h a sb e e n s t u d i e du s i n g t

9、 h eP W 9 I P W 9 1 d e n s 畸f u n c t i o n a l t h e o r y ( D F T ) m e t h o d ．T h ea d s o r p t i o uo fC O o n —t o p s i t e ，a m o n gv a r i o u s p o s s i b l e s i t e s ，i se n e r g e t i cp r e f e r r e

10、 di r r e s p e c t i v eo f t h ec h a r g e s t a t e o ft h e s i l v e r c l u s t e r ．T h ec a t i o n i c s i l v e r c l u s t e r s g e n e r a l l y h a v e a g r e a t e rt e n d e n c yt o a d s o r bC Ot h a

11、 nt h ea n i o n i ca n dn e u t r a ls i l v e r o n e s ，e x c e p tf o rH2 3 a n d4 ．B i n d i n go f C O t ot h es i l v e rc l u s t e r s i sg e n e r a l l yw e a k e r t h a nt h a tt o t h eg o l dc o u n t e r

12、p a r t s a tt h es a m e s i z e a n d c h a r g es t a t e ．T h i si s d u e t ot h e w e a k e r o r b i t a l i n t e r a c t i o nb e t w e e ns i l v e ra n d C O ，w h i c h i s c a u s e db yl a r g e r a t o m i

13、cr a d i u so f s i l v e ra t o m ．B yc o n t r a s t ，A ua t o m s w i t ha l a r g e r n u c l e a r c h a r g e b u t a s i m i l a r a t o m i cr a d i u s t o s i l v e r o w i n gt o t h e l a n t h a n i d ec o n

14、 t r a c t i o na r e a b l et oh a v e as t r o n g e ri n t e r a c t i o n w i t hC O2I n t e r a c t i o nb e t w e e n s i l v e rc l u s t e r sa n do x y g e n m o l e c u l e0 2a d s o r p t i o n o ns m a l ln e

15、 u t r a l ，a n i o n i ca n dc a t i o n i cs i l v e rc l u s t e r sA 函∞2 1 —7 ) h a sa l s o b e e ns t u d i e d b y s i m i l a rm e t h o d ．T h ea d s o r p t i o n e n e r g i e so f0 2o n t h ea n i o n i ca n

16、dn e u t r a l c l u s t e r sh a v ea no d d - e v e na l t e r n a t i o np a t t e r n c l e a r l y ，a n do u rc a l c u l a t i o n s g i v et h es a m ea d s o r p t i o nb e h a v i o ro f 0 2 o ns i l v e rc l u

17、s t e r a n i o n sa st h ee x p e r i m e n t a lm e a s u r e m e n t s ．T h e a d s o r p t i o ne n e r g i e so n t h ec a t i o n i cc l u s t e r s ，i n s t e a d ，a r eg e n e r a l l ys m a l l e r t h a nt h o