不均一系触媒の原子レベル接合構造制御と触媒機能の理論的解明

多相催化剂原子级结结构控制和催化功能的理论阐明

基本信息

批准号：
19028040
负责人：
奥村光隆
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19028040/
关键词：
ヘテロ接合低次元細孔ナノ構造貴金属クラスター

项目摘要

不均一系触媒の活性点は一般に担体上固定化された金属クラスターであることが多い。またこのような系の活性点であるナノ微粒子と担体とのヘテロ結合と微粒子自身の構造変化によって触媒特性が大きく変化することが報告されている。そこでこのような触媒活性の変化を電子状態変化の面から検討するために密度汎関数法によって検討を行った。対象とした系は単層カーボンナノチューブなどのモデル構造に少数のPdクラスターを導入したモデル系で、これらのスピン状態、電子状態の変化について検討を行った。これらのモデル構造としてSWCNT(5,5)と呼ばれるサイズのSWCNTとPdクラスターからなるモデル系を検討した。孤立したPd3クラスターの安定構造は二等辺三角形構造で基底状態は三重項である。このクラスターを内部、端部、外部に固定化したモデルの構造最適化を行い構造・電子状態変化を検討した。もっとも安定な構造はCNT(5,5)構造の外部固定したものがもっとも安定で44.26kcal/moiの吸着エネルギーが得られた。次が端部に固定化されたもので35.1kcal/molで最も不安定なのがCNT内部に固定化された直線構造でこの場合で18.9kcal/mo1の吸着エネルギーが得られた。これらの構造でCNTモデル構造の内部または端部にPdクラスターが固定化された時にはPdクラスターの電荷は負電荷を帯びる傾向があることが明らかになった。また基底スピン状態は、すべて低スピン状態の一重項が安定となり孤立系とは異なることも明らかになった。

非均相催化剂的活性位点通常是固定在载体上的金属簇。据报道，由于纳米颗粒（此类系统的活性位点）与载体之间的异键以及颗粒本身的结构变化，催化性能发生显着变化。因此，为了从电子态变化的角度来研究催化活性的这种变化，我们利用密度泛函理论进行了研究。目标系统是一个模型系统，其中将少量的Pd团簇引入到单壁碳纳米管等模型结构中，并研究了它们的自旋和电子状态的变化。作为这些模型的结构，我们研究了一个由尺寸为 SWCNT(5,5) 的 SWCNT 和 Pd 簇组成的模型系统。孤立的Pd3团簇的稳定结构是等腰三角形结构，基态是三重态。我们对该簇在内部、边缘和外部固定的模型进行了结构优化，并检查了结构和电子状态的变化。最稳定的结构是外部固定的CNT(5,5)结构，吸附能为44.26 kcal/moi。其次是固定在边缘的结构，吸附能为 35.1 kcal/mol，最不稳定的是固定在 CNT 内部的线性结构，其吸附能为 18.9 kcal/mol。在这些结构中，很明显，当 Pd 簇固定在 CNT 模型结构内部或边缘时，Pd 簇的电荷往往带负电。研究还表明，所有的基自旋态都是低自旋态的稳定单线态，与孤立系统不同。

项目成果

期刊论文数量（5）

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科研奖励数量（0）

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专利数量（0）

Theoretical Calculations of the Characteristics of Precious Metal Clusters

贵金属团簇特性的理论计算

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
AIP conf. Proc. 1046
影响因子：
0
作者：
小林;中薗;川田;竹内;山邊;小林久芳・川田曜士・三浦俊子・竹内信行;小林久芳・今堀文夫・三浦俊子・竹内信行;T.Kawakmi;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Nakanishi;M.Okumura;T.Saito;T.Saito;T. Saito;M. Shoji;M. Shoji;Y. Kitagawa;M. Okumura
通讯作者：
M. Okumura

Theory of chemical bonds in metalloenzymes. IX. Theoretical study on the active site of the ribonueleotide reductase and the related species

金属酶中的化学键理论。