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In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions
Published on: June 16, 2014
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Química semiringual del Au25(SR)18: vía de fragmentación y sitio activo catalítico
Chunyan Liu1, Sisi Lin, Yong Pei
1Department of Chemistry, Key Laboratory of Environmentally Friendly Chemistry and Applications of Ministry of Education, Xiangtan University , Xiangtan, Hunan Province, P. R. China 411105.
Journal of the American Chemical Society
|November 21, 2013
Resumen
Los cálculos de la teoría funcional de la densidad revelan un mecanismo de fragmentación gradual para los grupos de oro (Au25(SR) 18), lo que explica la formación de fragmentos estables Au21(SR) 14 y Au17(SR) 10. El estudio identifica los átomos de oro en los motivos de las grapas como sitios activos para la oxidación del estireno.
Área de la Ciencia:
- Química computacional es la química computacional.
- Ciencia de los nanomateriales Ciencia de los nanomateriales.
- La catálisis es la catálisis.
Sus antecedentes:
- Los racimos de oro protegidos por tiolatos (SR) exhiben propiedades químicas y estabilidad únicas.
- Comprender los mecanismos de fragmentación y la actividad catalítica de estos grupos es crucial para su aplicación.
- Estudios anteriores de espectrometría de masas han detectado racimos fragmentarios como Au21(SR)14(-) desde Au25(SR)18(-).
Objetivo del estudio:
- Para dilucidar la química de semirings, el mecanismo de fragmentación y el sitio activo catalítico de Au25 ((SR) 18) utilizando cálculos teóricos.
- Proponer un nuevo mecanismo de fragmentación por etapas para el Au25(SR)18(-).
- Para investigar la actividad catalítica de los racimos de oro protegidos con tiolato en la oxidación del estireno.
Principales métodos:
- Se emplearon cálculos de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) para modelar la estructura electrónica y las vías de reacción.
- Análisis de la fragmentación del clúster y la identificación de estructuras estables intermedias y de productos.
- Investigación del mecanismo de reacción para la oxidación del estireno utilizando los sistemas de modelos de referencia (Au21(SR) 14 y Au25(SR) 18).
Principales resultados:
- Se propone un mecanismo de fragmentación escalonada para Au25(SR)18(-), que implica el desprendimiento de las unidades [Au(SR) ]x, lo que lleva a Au21(SR)14(-) y Au17(SR)10(- estables.
- El racimo fragmentario Au21(SR)14(-) presenta un núcleo de Au13 casi icosaédrico protegido por motivos de grapas.
- Los átomos de oro dentro de los motivos básicos se identifican como los sitios activos primarios para la oxidación del estireno, con el átomo Au experimentando cambios en el estado de oxidación (Au ((I) a Au ((III)) y facilitando la activación de O2.
Conclusiones:
- El mecanismo de fragmentación gradual propuesto explica con precisión las observaciones experimentales de la fragmentación del clúster de oro.
- Los racimos de oro protegidos por tiolato, particularmente los átomos Au en los motivos básicos, son catalizadores efectivos para la oxidación del estireno.
- El estudio proporciona información fundamental sobre la reactividad y el potencial catalítico de los nanocúmulos de oro atómicamente precisos.
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