Au-Pd与Au-Pt合金团簇稳定结构对比

吴 夏， 唐 赛， 汪光彧， 徐义庆

(安庆师范大学化学化工学院光电磁功能配合物和纳米配合物安徽省重点实验室 光电磁功能材料安徽省重点实验室，安庆 246011)

1 引 言

过渡金属团簇因卓越的催化和电磁性能已经成为研究热点[1]．其中，Au、Pd与Pt等贵金属为常见催化剂材料，由它们组成的合金Au-Pd，Au-Pt团簇及三元团簇由于表面原子的高利用率以及Au与Pd、Au与Pt之间的电子交换促进了表面原子的催化性能，表现出比纯Pt更高的催化效率[2,3]．比如，较低Au含量的Au-Pd纳米团簇是脱氢芳构化反应的高效催化剂[4,5]．Au-Pt团簇常被应用于有机小分子的电催化氧化[6]．此外，Au-Pd，Au-Pt双金属团簇的化学性质还取决于核/壳或合金结构类型[7]．对于多元醇的氧化二十面体Au@Pd核壳型团簇具有最佳催化效果[8]．合金型Au-Pt团簇对葡萄糖氧化电催化性能比核壳型更高[9]．

在确定Au-Pd及Au-Pt团簇稳定结构方面，理论计算方法发挥了重要作用[10-13]．运用遗传算法(GA)优化38原子Au-Pd团簇的结果揭示了Mackay二十面体、十面体、六折叠和截角八面体的构型竞争，呈现出核壳、球帽、球杯和混合的排序方式[10]．GA与密度泛函理论(DFT)的结合发现98原子Au-Pd团簇中主要包含二十面体、面心立方-密堆积结构和Leary四面体结构[11]．使用蒙特卡洛模拟结合嵌入原子势对Au-Pt纳米粒子优化发现Au原子富集于表面，当Au组份低时Au-Pt纳米颗粒呈现核壳结构，当Au组份高时形成三层洋葱状结构[12]．对55原子Au-Pt团簇的分子动力学模拟研究表明主要采取二十面体和立方八面体结构[13]．

描述大尺寸团簇……