密度泛函理論研究雙金屬PtnNi55-n(n=0～55)納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及對(duì)甲醇吸附的影響.pdf

1、本論文采用密度泛函理論，對(duì)不同Pt/Ni比例下的二十面體雙金屬PtnNi55-n(n=0～55)納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及對(duì)甲醇吸附的影響進(jìn)行了研究，通過(guò)分析我們得到了如下結(jié)論:
　　1、對(duì)于PtnNi55-n的團(tuán)簇體系，Ni和Pt原子分別優(yōu)先占據(jù)在團(tuán)簇的核內(nèi)和表面位置。隨著Pt原子數(shù)目的增加，體系的過(guò)剩能先減小后增大，結(jié)構(gòu)中Pt-Ni鍵的數(shù)目先增大后減小，在Pt28Ni27團(tuán)簇中其過(guò)剩能最小，Pt-Ni鍵的數(shù)目最大。由于Pt-Ni

2、鍵的相互作用強(qiáng)于Pt-Pt和Ni-Ni鍵的作用，結(jié)構(gòu)中包含越多Pt-Ni鍵越穩(wěn)定，所以Pt/Ni≈1∶1時(shí)結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。我們通過(guò)態(tài)密度(DOS)的分析，發(fā)現(xiàn)Ni-3d和Pt-5d軌道間的相互作用對(duì)團(tuán)簇的電子態(tài)發(fā)揮主導(dǎo)作用，Pt和Ni的相互耦合作用對(duì)Pt原子d帶的影響強(qiáng)于對(duì)Ni原子d帶的影響。隨著團(tuán)簇中Ni元素的增加，總磁矩逐漸增大，當(dāng)一個(gè)Pt原子取代Ni55中edge位的Ni原子時(shí)團(tuán)簇的磁性提高，Pt取代Ni55三個(gè)位點(diǎn)時(shí)對(duì)表面和核內(nèi)Ni

3、原子的局域磁矩影響很小;一個(gè)Ni原子取代Pt55中center位的Pt原子時(shí)團(tuán)簇的磁性提高，Ni取代Pt55上的vertex和edge位Pt時(shí)明顯降低了表面和核內(nèi)Pt原子的局域磁矩。
　　2、通過(guò)與自由的甲醇分子對(duì)比，所有吸附結(jié)構(gòu)中C-O鍵和O-H鍵都被拉伸了，使得C-O鍵和O-H鍵不同程度的得到活化。所有比例下T1位C-O鍵長(zhǎng)和B1位O-H鍵的拉伸程度大于同比例下其它位點(diǎn)的C-O鍵和O-H鍵長(zhǎng)的拉伸，且在Pt28Ni27團(tuán)簇中T

4、1位C-O鍵和B1位O-H鍵最長(zhǎng)。在吸附的過(guò)程中甲醇分子通過(guò)O原子的孤對(duì)電子和金屬原子作用，使電荷從金屬原子轉(zhuǎn)移到了甲醇分子。除Pt55和Ni55純組分，甲醇在其它組分的不同吸附位吸附后，Barder電荷轉(zhuǎn)移的順序是T1＞T2＞B2＞B1，在T1、T2和B1位吸附時(shí)分別在Pt28Ni27、Pt14Ni41、Pt44Ni11團(tuán)簇轉(zhuǎn)移電荷最多，這一結(jié)果與吸附能的結(jié)果是一致的。吸附后所有甲醇的DOS峰均移向了更低能量方向，吸附過(guò)程中O原子p軌