通过自由的黄金集团离子体促进气促进的氧激活
Sandra M Lang1, Thorsten M Bernhardt, Robert N Barnett
1Institute for Surface Chemistry and Catalysis, University of Ulm, Albert-Einstein-Allee 47, 89069 Ulm, Germany.
预吸收的激活小金离子,以进行氧结合和反应. 这种通过质谱和DFT研究的合作效应导致水的形成,并揭示了新的反应机制.
科学领域:
- 表面科学是一门学科.
- 物理化学 物理化学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 小气相金团 (Au(x) ((+)) 一般对分子氧 (O(2) 没有反应.
- 了解金属集群上的惰性分子的激活对于催化和材料科学至关重要.
研究的目的:
- 调查预吸收 (H) 的合作作用对与O2的黄金集群的反应性.
- 阐明O2激活过程中所涉及的反应机制和中间物种.
主要方法:
- 通过离子陷质谱仪使用温度和反应时间相关的离子强度进行实验测量.
- 采用第一原则密度函数理论 (DFT) 计算的理论研究.
- 对兰木尔-欣舍尔伍德和伊利-里德尔反应机制的分析.
主要成果:
- 预吸收的H2显著增强O2结合和激活在均等大小的Aux+ (x=2,4,6) 上.
- 观察到在Au(4)(+) 和Au(6)(+) 上形成水氧中间体,导致O(2) 解离和H(2) O释放.
- DFT计算预测了Au(6)(+) 在H(2) 吸附时的结构性异构化,并揭示了削弱O-O债券的电荷转移机制.
结论:
- 作为一种促进器,在黄金聚酸上激活O2的作用,使以前被认为是惰性的反应成为可能.
- 这项研究提供了对合作吸附效应和反应途径的详细见解,包括水氧中间体的形成和H(2) O解离.
- 理论和实验发现一致,验证了拟议的机制,并突出了电子结构变化在集群催化中的作用.
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