DFT-моделирование газофазной адсорбции аниона метандиола на низкоиндексных монокристаллических гранях меди, серебра и золота

Sergey S. Starodubov; Alexandr V. Vvedenskii; Igor V. Nechaev

Sergey S. Starodubov Стародубов Сергей Сергеевич – аспирант кафедры физической химии химического факультета Воронежского государственного университета, Воронеж
Alexandr V. Vvedenskii Введенский Александр Викторович – д.х.н., профессор кафедры физической химии химического факультета Воронежского государственного университета, Воронеж
Igor V. Nechaev Нечаев Игорь Владимирович – к.х.н., ассистент кафедры физической химии химического факультета Воронежского государственного университета, Воронеж

Ключевые слова: формальдегид, диссоциативная адсорбция, квантовохимическое моделирование.

Аннотация

В работе проведено квантовохимическое моделирование газофазной адсорбции аниона
метандиола на (001), (011) и (111) грани Cu, Ag и Au в рамках теории функционала плотности
(гибридный функционал B3LYP). Адсорбционные поверхности моделировалась с помощью
двухслойных кластеров Me25 и Me31. Установлено, что образование хемосорбционной связи H3CO2– с
IB-металлами осуществляется через атом кислорода, который находится в положении bridge на (001)
и (011) гранях, и близко к положению on top на (111) грани. Независимо от ориентации грани серебро
проявляет наименьшую адсорбционную активность по отношению к H3CO2
–. Энергия адсорбции H3CO2– уменьшается в ряду (011) < (001) < (111) для всех IB-металлов. Моделирование
диссоциативной адсорбции аниона метандиола показало, что процесс распада H3CO2
– на формиат-ион и два атома водорода в газовой фазе самопроизвольно реализуется только на (111) грани меди и (011)
грани золота.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

1.Уокер. Дж. Формальдегид. М.: Госхимиздат. 1957. 608 с.
2.Огородников С.К. Формальдегид. Л.: Химия. 1984. 280 с.
3.Эмсли Дж. Элементы. М.: Мир. 1993. 256 с.
4.Becke A.D. A new mixing of Hartree-Fock and local density-functional theories // J.
Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 1372-1377.
5.Frisch M.J. et al. Gaussian 03 (Rev. C.02). Pittsburgh: Gaussian, Inc. 2003.
6.Rassolov V.A., Pople J.A., Ratner M.A., Windus T.L. 6-31G* basis set for atoms K
through Zn // J. Chem. Phys. 1998. V. 109. P. 1223-1229.
7.Wadt W.R., Hay P.J. Ab initio effective core potentials for molecular calculations.
Potentials for main group elements Na to Bi // J. Chem. Phys. 1985. V. 82. P. 284-298.
8.Mulliken R.S. Criteria for the construction of good self-consistent-field molecular
orbital wave functions, and the significance of LCAO-MO population analysis // J. Chem.
Phys. 1962. V. 36. P. 3428-3439.
9. Ten Kortenaar M. V., Kolar Z. I., de Goeij J. J. M. et al. Electrocatalytic oxidation of
formaldehyde on gold studied by differential electrochemical mass spectrometry and
voltammetry // J. Electrochem. Soc. 2001. V. 148. P. 327-E335.
10. Schlegel H.B. Optimization of equilibrium geometries and transition structures // J.
Comp. Chem. 1982. V. 3. P. 214-218.
11. Казаринов В.Е., Багоцкий В.С., Васильев Ю.Б. и др. Влияние потенциала и
природы электрода на состав хемосорбированных частиц в растворах формальдегида
// Двойной слой и адсорбция на твердых электродах. Тарту. 1981. Т. 6. С. 144-145.