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CO覆盖度对Pd蓝纳米片稳定性影响的理论研究

2021-12-02梁锦霞

化学研究 2021年6期
关键词:体系结构

梁锦霞

(贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550025)

相比于其他金属,Pd具有较高的熔点(Pd、Ag、Au的熔点分别为1 828、1 235、1 337 K),因此它表现出良好的光热稳定性。尽管近年来对于化学合成具有不同形貌的Pd纳米结构有了新的进展,但是目前所合成的Pd纳米结构并没有表现出在金和银纳米结构中被广泛发现的可调的表面等离子共振(SPR)的性质。实验研究发现[1],CO气体在钯蓝纳米片的产生过程中起着非常关键的控制纳米片生长厚度作用,若没有CO气体的通入,则不能得到均一的钯纳米片薄膜;当把生成的钯蓝纳米片分散于乙醇溶液中保持0℃两个月的时间之后,发现它仍然能保持强的近红外吸收的特点,而通过CO氧化剥离的方法并没有检测到CO的存在,说明得到的稳定的Pd蓝纳米片与CO之间并没有发生电荷转移。基于我们前期对Pd蓝纳米片形成机理的理论研究,我们发现计算得到CO覆盖度为25%和75%的8层原子层的厚度分别为1.68和1.66 nm,与实验上得到的稳定的Pd蓝纳米片的厚度1.8 nm非常相近。本研究基于8层Pd原子层纳米片稳定结构,进一步深入研究了CO覆盖度对Pd蓝纳米片稳定性的影响。

1 计算模型和方法

计算采用(4×4×1) 超胞结构的 Pd(111) 面纳米结构,原子层数分别为 6、7、8、9和 10,同时考虑不同覆盖度下(25%和75%)的CO分子进行两面吸附的纳米片结构,采用平板模型 (slab),其中取真空层的厚度大于1 nm,以消除相邻纳米片之间的相互作用。采用密度泛函理论 (DFT)下的广义梯度近似 (GGA)[2-4],在 GGA 中,选择 PW91 泛函[5]来描述体系的交换关联相互……

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