铂钌团簇及电荷对甲醇活性的理论研究

doi:10.3866/PKU.WHXB201602221

摘要/Abstract

摘要：

采用密度泛函理论(DFT)对钌掺杂的铂团簇阳离子([Pt_nRu_m]⁺, 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[Pt_nRu_m]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[Pt_nRu_m]⁺的反应活性比[Pt_nRu_m]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。

关键词: 密度泛函理论, 甲醇, 键活化, 电荷, 反应活性

Abstract:

Density functional theory (DFT) calculations were performed to gain mechanistic insight into the methanol C―H and O―H bond activations mediated by ruthenium-doped platinum cationic clusters [Pt_nRu_m]⁺ (m + n = 3, n ≥ 1). The charge effect on the reactivity has been elucidated. Calculations show that positive charge is evenly distributed on the three Pt atoms of the [Pt₃]⁺ cluster, while in the Ru-doped clusters, positive charge is mainly distributed on the Ru atom(s). The reactivity of [Pt_nRu_m]⁺ is significantly greater than neutral [Pt_nRu_m] during the initial C―H bond cleavage, while only [Pt₃]⁺ exhibits greater reactivity than [Pt₃] in the course of O―H bond cleavage. This study may aid in deeper understanding of C―H/O―H bond activations mediated by metal clusters.

Key words: Density functional theory, Methanol, Bond activation, Charge, Reactivity

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链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201602221

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2016/V32/I5/1175

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