碳納米結(jié)構(gòu)支撐金屬團(tuán)簇的理論研究.pdf

1、在本文中，我們主要研究了納米材料支撐的金屬團(tuán)簇體系，探討了團(tuán)簇與納米材料之間的相互作用，以及由此產(chǎn)生的新奇特性。
　　 首先，我們研究了NanC60-(n=1-12)團(tuán)簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)和電子特征。計(jì)算的基態(tài)結(jié)構(gòu)的垂直離化能很夠與實(shí)驗(yàn)值很好地吻合。垂直離化能呈現(xiàn)出3p的振蕩規(guī)律，其原因我們主要從以下兩方面來(lái)說(shuō)明:一是所移除的電子的位置，二是直接吸附在C60上的Na原子的數(shù)目變化。基于團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電子特征，我們將吸附的Na原子分為了兩類(lèi)

2、:NaⅠ原子與C60有著直接相互作用，NaⅢ原子與C60并沒(méi)有直接的相互作用。其中NaⅠ原子貢獻(xiàn)電子給予C60和NaⅡ原子。隨著吸附的Na原子數(shù)目的增加，NaⅠ原子的數(shù)目連續(xù)增加直至總的Na原子的數(shù)目n=3p-1，即當(dāng)n=3p-1和3p時(shí)NaⅠ原子的數(shù)目是相等的。隨著NaⅠ原子數(shù)目的停止增長(zhǎng)，從NaⅠ原子轉(zhuǎn)移到C60的電子數(shù)目在n=3p時(shí)出現(xiàn)局部極小值，這也就導(dǎo)致了垂直離化能會(huì)出現(xiàn)局部極大值?；谏鲜龅腘a原子在C60表面的吸附特征，我

3、們對(duì)比研究了其它堿金屬原子在C60表面的吸附結(jié)構(gòu)和電子特征，發(fā)現(xiàn)不同的堿金屬原子在C60表面呈現(xiàn)出不同的吸附特征。在研究中，我們也從它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)、元素負(fù)電性和金屬凝聚力三方面來(lái)闡述了原因。
　　 在第二部分中，我們研究了具有幻數(shù)結(jié)構(gòu)的AunC48B12團(tuán)簇的催化性能。首先我們計(jì)算了Au原子吸附在C48B12團(tuán)簇上的基態(tài)結(jié)構(gòu)。隨著吸附的Au原子數(shù)目的增長(zhǎng)，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)Au原子的吸附數(shù)目n=4、6、9時(shí)團(tuán)簇會(huì)具有相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。對(duì)這

4、些穩(wěn)定團(tuán)簇，我們也將它們作為新催化結(jié)構(gòu)來(lái)研究了對(duì)CO的催化能力。由于部分電荷從Au團(tuán)簇轉(zhuǎn)移到O2分子上，O-O鍵被拉長(zhǎng)，就使得O2分子具有較高的反應(yīng)活性。對(duì)于A(yíng)u4C48B12團(tuán)簇，CO和O2共吸附在A(yíng)u團(tuán)簇表面上時(shí)的反應(yīng)勢(shì)壘為0.45 eV。而對(duì)于A(yíng)u6C48B12和Au9C48B12團(tuán)簇的催化過(guò)程，CO和O2會(huì)以Eley-Rideal(ER)機(jī)制進(jìn)行反應(yīng)，相應(yīng)的反應(yīng)勢(shì)壘分別為0.66 eV和0.67 eV。
　　 在最后一部