Квантово-химическое моделирование Ag/CeO2 наноразмерных катализаторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В обзоре обобщены результаты расчетов методом функционала плотности атомов и малых кластеров серебра на поверхностях наноструктурированного оксида церия (IV), а также адсорбции и превращений молекул О2 и СО на этих системах. При моделировании поверхности оксида церия использована стехиометрическая наночастица Ce21O42, имеющая нанограни {100} и {111} с адсорбционными центрами, содержащими четыре и три атома кислорода. Показано, что О4-центр является селективным центром адсорбции для атомов металлов. Атом серебра на О3-центре менее стабилен, однако, он проявляет большую способность в активации молекулы О2. Приведено сравнение полученных результатов расчетов на гранях {100} и {111} наночастицы Ce21O42 с данными для бесконечных поверхностей CeO2(100) и CeO2(111). Показана эффективность атомарных комплексов Ag/Ce21O42 в реакции окисления оксида углерода.

Об авторах

Е. А. Шор

Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр СО РАН”, Институт химии и химической технологии СО РАН

Email: eshor1977@gmail.com
Россия, Красноярск

А. М. Шор

Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр СО РАН”, Институт химии и химической технологии СО РАН

Email: eshor1977@gmail.com
Россия, Красноярск

В. А. Наслузов

Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр СО РАН”, Институт химии и химической технологии СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: eshor1977@gmail.com
Россия, Красноярск

Список литературы

  1. Muravev V., Simons J.F.M., Parastaev A. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2022. V. 61. e202200434.
  2. Boronin A.I., Slavinskaya E.M., Figueroba A. et al. // Appl. Catal. B Env. 2021. V. 286. 119931.
  3. Grabchenko M.V., Mamontov G.V., Zaikovskii V.I. et al. // Ibid. 2020. V. 260. 118148.
  4. Kibis L.S., Svintsitskiy D.A., Kardash T.Yu. et al. // Appl. Cat. A.: Gen. 2019. V. 570. P. 51.
  5. Bera P., Patil K.C., Hegde M.S. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, V. 2. P. 3715.
  6. Guo C., Wei S., Zhou S. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces 2017. V. 9. P. 26107.
  7. Carraro F., Fapohunda A., Paganini M.C. et al. // ACS Appl. Nano Mater. 2018. V. 1. P. 1492.
  8. Fan L., Fujimoto K. // J. Catal. 1997. V. 172. P. 238.
  9. Farmer J.A., Campbell C.T. // Science. 2010. V. 329. P. 933.
  10. Spezzati G., Su Y., Hofmann J.P. et al. // ACS Catal. 2017. V. 7. P. 6887.
  11. Machida M., Murata Y., Kishikawa K. et al. // Chem. Mater. 2008. V. 20. P. 4489.
  12. Pentyala P., Deshpande P.A // Ind. Eng. Chem. Res. 2019. V. 58. P. 7964.
  13. Liberto G., Tosoni S., Cipriano L.A. et al. // Acc. Mater. Res. 2022. V. 3. P. 986.
  14. Paier J., Penschke C., Sauer J. // Chem. Rev. 2013. V. 113. P. 3949.
  15. Spezzati G., Benavidez A.D., DeLaRiva A.T. et al. // Appl. Catal. B 2019. V. 243. P. 36.
  16. Branda M.M., Ferrulo R.M., Causà M. et al. // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. P. 3716.
  17. Sun C., Li H., Chen L. // Energy Environ. Sci. 2012. V. 5. P. 8475.
  18. Bruix A., Lykhach Y., Matolínová I. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2014. V. 53. P. 10525.
  19. Figueroba A., Kovács G., Bruix A. et al. // Catal. Sci. Technol. 2016. V. 6. P. 6806.
  20. Sk M.A., Kozlov S.M., Lim K.H. et al. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. P. 18329.
  21. Kozlov S.M., Neyman K.M. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. P. 7823.
  22. Bruix A., Neyman K.M. How to design models for ceria nanoparticles: challenges and strategies for describing nanostructured reducible oxides. In: Computational Modelling of Nanoparticles. Eds. S.T. Bromley, S.M. Woodley, Series: V. 12: Frontiers of Nanoscience, Oxford: Elsevier. 2019. P. 55–99.
  23. Migani A., Vaysilov G.N., Bromley S.T. et al. // J. Mater. Chem. 2011. V. 20. P. 10535.
  24. Boronat M., López-Ausens T., Corma A. // Surf. Sci. 2016. V. 648. P. 212.
  25. Kresse G. // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. P. 558.
  26. Kresse G. // Ibid. 1996. V. 54. P. 11169.
  27. Blöchl P.E. // Ibid. B. 1994. V. 50. P. 17953.
  28. Kresse G., Joubert D. // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. P. 1758.
  29. Rohrbach A., Hafner J., Kresse G. // J. Phys.: Condens. Matter. 2003. V. 15. P. 979.
  30. Perdew J.P., Chevary J.A., Vosko S.H. et al. // Phys. Rev. B. 1992. V. 46. P. 6671; Erratum. Phys. Rev. B. 1993. V. 48. P. 4978.
  31. Vayssilov G.N., Migani A., Neyman K. // J. Phys. Chem. C. V. 2011. V. 115 P. 16081.
  32. Bruix A., Migani A., Vayssilov G.N. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. V. 13. P. 11384.
  33. Migani A., Vayssilov G.N., Bromley S.T. // Chem. Comm. 2010. V. 46. P. 5936.
  34. Branda M.M., Hernández N.C., Sanz J.F. et al. // J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 1934.
  35. Monkhorst H.J., Pack J.D. // Phys. Rev. B. 1976. V. 13. P. 5188.
  36. Nasluzov V.A., Ivanova-Shor E.A., Shor A.M. et al. // Surf. Sci. 2019. V. 681. P. 38.
  37. Chen L.-J., Tang Y., Cui L. et al. // J. Power Sources. 2013. V. 234. P. 69.
  38. Tang Y., Zhang H., Cui L. et al. // Ibid. 2012. V. 197. P. 28.
  39. Preda G., Pacchioni G. // Catal. Today. 2011. V. 177 P. 31.
  40. Shor A.M., Laletina S.S., Ivanova-Shor E.A. et al. // Comp. Theor. Chem. 2018. V. 1144. P. 56.
  41. Klacar S., Hellman A., Panas I. et al. // J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 12610.
  42. Benedetti F., Luches P., Spadaro M.C. et al. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. P. 6024.
  43. Наслузов В.А., Нейман К., Шор А.М. и др. // Ж. СФУ. Сер. Химия. 2016. Т. 9. С. 281.
  44. Zhao Y., Teng B.-T., Wen X.-D. et al. // J. Phys. Chem. C. 2012. V. 116. P. 15986.
  45. Preda G., Migani A., Neyman K.M. et al. // Ibid. 2011. V. 115. P. 5817.
  46. Shor A.M., Laletina S.S., Ivanova-Shor E.A. et al. // Surf. Sci. 2014. V. 630. P. 265.
  47. Shimizu K., Kawachi H., Satsuma A. // Appl. Catal. B. 2010. V. 96. P. 169.
  48. Nasluzov V.A., Ivanova-Shor E.A., Shor A.M. et al. // Materials. 2021. V. 14. 6888.
  49. Hulva J., Meier M., Bliem R. et al. // Science. 2021. V. 371. P. 375.
  50. Wu Z., Li M., Overbury S.H. // J. Catal. 2012. V. 285. P. 61.
  51. Chen S., Cao T., Gao Y. et al. // J. Phys. Chem. C 2016. V. 120. P. 21472.
  52. Binet C., Badri A., Boutonnet-Kizling M. et al. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1994. V. 90. P. 1023.
  53. Kafafi Z.H., Hauge R.H., Billups W.E. et al. // Inorg. Chem. 1984. V. 23. P. 177.
  54. Vayssilov G.N., Mihaylov M., Petkov P.S. et al. // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. P. 23435.

Дополнительные файлы


© Е.А. Шор, А.М. Шор, В.А. Наслузов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».