銅鎳合金團簇及其與二氧化碳相互作用的第一性原理計算研究.pdf

1、本論文采用第一性原理計算方法,對NinCu(n=1-12)和Ni38-nCun(n=1,2,6)以及CunNi(n=1-12)和Cu38-nNin(n=1,2,6)團簇進行了系統(tǒng)研究,優(yōu)化并分析了它們的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu),重點研究了CunNi和NinCu(n=1-12)合金團簇的電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)活性。對NinCu(n=1-12)合金團簇的計算結(jié)果表明:Cu原子在最穩(wěn)定的NinCu團簇中并不傾向于占據(jù)表面高配位數(shù)的位置。一個Cu原子摻雜到N

2、in團簇中并沒有使Nin-1Cu合金團簇的態(tài)密度和d-band center等電子特性相比于純的Nin團簇的發(fā)生大的變化,說明銅鎳合金團簇的電子特性取決于摻雜的濃度。而對CunNi(n=1-12)團簇的研究結(jié)果表明,Ni原子在最穩(wěn)定的CunNi(n=1-12)團簇中傾向于占據(jù)高配位的位置,并且隨著尺寸的增大,Ni原子逐漸陷進CunNi團簇的里面。有趣的是,Ni-Cu的成鍵特性呈現(xiàn)出明顯的量子振蕩的特點,在CunNi團簇中,當(dāng)n是奇數(shù)時,

3、摻入的Ni原子與周圍的銅原子形成一個明顯較短的鍵,并且該鍵呈現(xiàn)出明顯的共價鍵的特性；而當(dāng)n是偶數(shù)時,Ni原子與周圍的銅原子形成兩個比較短的鍵,并且這兩個鍵也呈現(xiàn)出共價鍵的特性。隨著合金團簇尺寸的增大(從CunNi團簇過渡到塊體),Ni-Cu之間的相互作用過渡到金屬性結(jié)合。盡管CunNi合金團簇與純的Cun團簇具有相似的幾何構(gòu)型,但是摻入的Ni原子對其電子結(jié)構(gòu)的調(diào)制作用卻很明顯,比如:態(tài)密度、d-band center、最高占據(jù)分子軌道與