赵俊凤　孙小丽　黄旭日　李吉来

(吉林大学理论化学研究所，长春130023)

铂钌团簇及电荷对甲醇活性的理论研究

赵俊凤孙小丽黄旭日李吉来*

(吉林大学理论化学研究所，长春130023)

采用密度泛函理论(DFT)对钌掺杂的铂团簇阳离子([PtnRum]+，m+n=3，n≥1)活化甲醇C―H和O―H键反应进行了理论研究；探讨了电荷对[PtnRum]团簇反应活性的影响。电荷分析表明：(1)[Pt3]+团簇中正电荷在三个Pt原子上均匀分布；掺杂Ru原子后，正电荷主要分布在Ru原子上；(2)首先活化C―H键时[PtnRum]+的反应活性比[PtnRum]明显提高；首先活化O―H键时只有[Pt3]+比[Pt3]团簇的反应活性有明显提高。本研究可为金属团簇调控的C―H键和O―H键的活化提供更深入的理解。

密度泛函理论；甲醇；键活化；电荷；反应活性

1　引言

近年来，气相条件下金属团簇与小分子之间的相互作用在实验和理论上都引起了人们的广泛关注1,2。理论研究金属团簇和小分子间的相互作用对于了解它们的作用机理，预测其活性有着重要意义。铂是一种重要的催化剂材料，具有广泛的应用3－9。理论研究方面，主要集中在其团簇的稳定态几何构型、电子结构以及活化机理等方面10－14。中性体系是研究的焦点15－28；然而对于带有电团簇的研究较少29－35，尚有很多的问题亟待解决。

甲醇是重要的工业原料，也可作为液态燃料。直接甲醇燃料电池(DMFC)被认为是当今世界清洁的动力能源，其广阔的应用前景引起了人们的高度重视36－38。铂基催化剂被认为是迄今为止甲醇氧化最有效的催化剂，其中铂钌二元催化剂被认为是迄今为止最有效的DMFC阳极催化剂39－41。……