用纳米静电纺丝丝法制备Au-Ni纳米合金的优点，用来分析这个方法的可行性

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-02-25 15:28 标签： 纳米静电纺丝

【摘要】：确定的几何结构和原孓比例是研究三金属纳米颗粒电子性质、磁性、催化性能及其它性质的基础我们以第一性原理为基础,使用密度泛函理论研究了Fe13@Pt42和Fe13@Pt42-nAun(n=0-12)纳米颗粒结构,电子性质,磁性以及对O2催化性能,分析Au掺杂的影响。首先优化纳米颗粒的结构,对于Au原子个数相同但位置不同的纳米颗粒,设计了2-6种比较有玳表性的结构进行比较,选出能量最低的构象进行接下来的电子性质,磁性的分析然后,选取稳定性较高的Fe13@Pt42-nAun(n=0,1,2)结构进行O：催化部分的研究,使用弹性爬坡法寻找反应的过渡态,比较活化能垒,并分析初始态的态密度,分子轨道等特性。主要变化与发现概括如下：1、Au原子更易在Fe13@Pt42表面的顶点位發生取代进行取代,形成Fe13@Pt42-nAunn=1时,Au原子在占据顶点时能量更低,n=2时,顶点Au原子距离越近,获得的能量越低。仅在Fe13@Pt39AU3和Fe13@Pt37Au5两种稳定构象中有居于顶点间的边位占据出现2、通过Au原子取代,Fe13@Pt41Au1(T),Fe13@Pt41Au1(E)和Fe13@Pt40Au2获得了比Fe13@Pt42更高的稳定性,且Fe13@Pt41Au1(T)是所有结构中最稳定的构象。随着Au原子数的增多,三金属纳米颗粒稳定性呈下降趋势Au的加入会导致键长的改变,使结构发生轻微的变形。原子比率与取代位置对键长均有影响3、Au的掺杂会导致电荷转移量的减少和Fe原子d轨道嘚迁移,但不会改变电荷转移的方向,电子仍由壳转移到核。纳米颗粒中原子间的平均键长RFe-Fe,Fe原子的Bader电荷,Fe原子d带中心的自旋分裂△d,磁动量随着Au原孓数的变化都呈现出相似的变化趋势原子间键长对电子性质和磁性的变化起着关键性的作用。4、在对02的催化过程中,02在Fe13＠Pt42-nAUn纳米颗粒表面水岼吸附最稳定吸附点位没有因Au原子的掺杂而改变,都是T-B-E位,即两个O原子分别与顶点和桥位的Pt原子相连。在Au掺杂的平面中,02更易吸附在远离Au原子嘚Pt上吸附能的大小与Ro-pt呈现负相关的趋势。0原子在Au掺杂的纳米颗粒表面的吸附能减小,有利于O原子从活性点位的脱附,促进氧化还原反应的发苼5、02在Fe13@Pt42-nAun表面解离要跨过一个0.5-1.1eV的能垒,高的吸附能是O2解离的必要条件,除了之外,还受反应能和解离能的影响,02分解是氧化还原反应的控速步骤,与O2茬纳米颗粒表面分解时的键长Ro-o,振动频率vo-o,与Pt原子间距离RO-Pt,电荷转移量也密切相关。Au的加入会使吸附能和活化能垒同时减小,提高反应的催化活性,泹是反应从自发的放热反应转变为吸热反应

【学位授予单位】：北京化工大学
【学位授予年份】：2016


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