ヘテロバイメタリッククラスターの触媒作用に関する理論的研究

异质双金属团簇催化作用的理论研究

基本信息

批准号：
11740335
负责人：
中井浩巳
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、固体表面および金属錯体の関与する反応に対して、その触媒作用のメカニズムを理論的に解明することを目指した。固体表面に対しては、クラスターモデルによる取り扱いで問題となる、クラスターサイズ依存性に関して系統的に調べた。その結果、吸着分子の構造や振動数などは金属原子数個のクラスターを用いた計算でも収束しているが、生成熱などエネルギーは40個のクラスターを用いても収束が見られない、という興味深い結果が得られた。その原因として、クラスターを切り出したことによる不安定性が直接エネルギー計算に影響していることが示された。具体的な触媒反応としては、銅表面におけるメタノール合成を取り上げ、吸着活性種の特定、反応経路の決定、銅の触媒作用、蒸着亜鉛の助触媒効果などを検討した。特に本年度は、律速段階であるフオーメートからジオキソメチレンに至る過程を重点的に調べ、一般にその特定が困難とされる固体表面反応の遷移状態を理論的に求めることに成功した。金属錯体の関与する反応としては、昨年度から取り組んでいるRu(II)-Sn(II)複核錯体における酢酸合成反応を引き続き検討した。本研究を通して、異種金属間結合が触媒反応に果たす多種多様な機能の解明に、理論的にはどのようなアプローチが可能かを検討することができた。

在这项研究中，我们旨在从理论上阐明涉及固体表面和金属配合物的反应的催化机制。对于固体表面，我们系统地研究了簇尺寸依赖性，这是处理簇模型时的一个问题。因此，即使使用多个金属原子簇计算，吸附分子的结构和振动频率也会收敛，但有趣的是，即使使用 40 个金属原子簇，能量（例如形成热）也不会收敛。结果得到了。结果表明，造成这种情况的原因是由于团簇被切除造成的不稳定，直接影响了能量计算。作为一种特定的催化反应，我们重点研究了铜表面的甲醇合成，并研究了吸附活性物种的识别、反应路线的确定、铜的催化作用以及沉积锌的促进作用。特别是，今年我们重点研究了速率决定步骤，即从甲酸盐到二氧亚甲基的过程，并成功地从理论上确定了通常难以识别的固体表面反应的过渡态。对于涉及金属络合物的反应，我们继续研究去年以来一直在研究的使用Ru(II)-Sn(II)双核络合物的乙酸合成反应。通过这项研究，我们能够研究哪些理论方法可以阐明不同金属之间的键在催化反应中发挥的不同功能。