每个原子是否在瓦纳迪亚纳米集群的反应性中占有一席之地?
Mei-Qi Zhang1,2, Yan-Xia Zhao1, Qing-Yu Liu1,2
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, State Key Laboratory for Structural Chemistry of Unstable and Stable Species, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences , Beijing 100190, People's Republic of China.
Journal of the American Chemical Society
|December 13, 2016
概括
在原子抽象中,氧化瓦纳集群表现出大小依赖的反应性. 具有特定缺氧的较小集群具有高度反应性,而较大的集群表现出类似散装的行为,表明 ~ 1.6 nm 的临界大小.
科学领域:
- * 表面科学和催化
- 无机化学和材料科学
- * 物理化学和反应动力学
背景情况:
- * 氧化瓦纳聚合物的催化潜力正在研究中.
- 对于设计高效的催化剂来说,了解集群大小的影响至关重要.
- 在金属氧化物中缺氧会影响它们的反应性.
研究的目的:
- * 为了研究不同大小和缺氧的氧化聚合离子的原子抽象 (HAA) 反应性.
- * 确定集群行为转变为批量行为的关键大小.
- * 阐明观察到的反应性趋势背后的机制.
主要方法:
- 使用激光切除方法制备氧化瓦纳集束离子[V2O5) nVxOy−.
- 在快速流动反应器中,集束离子与n-butan的反应.
- *与氧化物集群进行比较研究[{Sc2O3) nScxOy−].
主要成果:
- *对于小于~1.6 nm (n < 25) 的,Δ=1 缺氧[{V2O5) nO−]具有显著更高的HAA反应性.
- *对于大于1.6 nm (n > 25) 的群体,所有五个缺氧系列都显示出相似的HAA反应性.
- * 在所有尺寸的氧化物中,HAA反应性始终较高.
结论:
- * 约1. 6纳米的临界集群大小 (~V50O125) 分离了不同的大小依赖和批量类反应模式.
- *较小的Δ=1氧化瓦纳集群的高反应性归因于原子氧基离子 (O•−) 的存在.
- * 较大的瓦纳迪亚粒子中强大的电子-声子合可能促进O−基的形成,解释了反应性的转变.


