Влияние дефектов в структуре наночастиц металлов на адсорбционные свойства и каталитическую активность при проведении реакций гидрирования непредельных углеводородов

Спиридонова, Ю.В. и Быков, А.В. (2026) Влияние дефектов в структуре наночастиц металлов на адсорбционные свойства и каталитическую активность при проведении реакций гидрирования непредельных углеводородов. Вестник ТвГУ. Серия: Химия (1). С. 59-68. ISSN 1995-0152

[thumbnail of ХИМИЯ_1_2026_В ПЕЧАТЬ-59-68.pdf]

PDF - Опубликованная версия
971kB

Абстракт

Методом теории функционала плотности (DFT) выполнено моделирование никелевого кластера, состоящего из 58 атомов. В исходную структуру были введены четыре атома углерода, размещѐнные в подповерхностной области кластера, после чего проведена геометрическая оптимизация, а также построены и оптимизированы адсорбционные комплексы «кластер–субстрат» для молекул водорода, ацетилена, этилена и бензола. Для всех систем рассчитаны энергии хемосорбции соответствующих субстратов, а также энергия когезии кластера для оценки влияния легирующего углерода на устойчивость структуры, геометрическую структуру кластера и характер адсорбции молекул субстратов. Структурный анализ показал, что внедрение четырѐх атомов углерода приводит к выраженной реконструкции приповерхностной области кластера и формированию локально активной грани, на которой преимущественно закрепляются молекулы субстратов. Установлено, что допирование углеродом селективно изменяет прочность адсорбции, тогда как присутствие адсорбированного водорода существенно усиливает хемосорбцию всех рассмотренных субстратов и сопровождается характерной миграцией водорода по поверхности кластера

Абстракт (англ.)

A nickel cluster consisting of 58 atoms was modeled using density functional theory (DFT). Four carbon atoms were introduced into the initial structure and placed in the subsurface region of the cluster, followed by geometric optimization, as well as construction and optimization of ―cluster–substrate‖ adsorption complexes for hydrogen, acetylene, ethylene, and benzene molecules. For all systems, the chemisorption energies of the corresponding substrates and the cohesive energy of the cluster were calculated to assess the influence of alloying carbon on structural stability, the geometric structure of the cluster, and the character of substrate molecule adsorption. Structural analysis showed that the incorporation of four carbon atoms leads to a pronounced reconstruction of the near-surface region of the cluster and the formation of a locally active facet on which substrate molecules predominantly bind. It was found that carbon doping selectively changes the adsorption strength, whereas the presence of adsorbed hydrogen substantially enhances the chemisorption of all substrates considered and is accompanied by characteristic hydrogen migration over the cluster surface

Тип объекта:	Статья
Сведения об авторах:	СПИРИДОНОВА Юлия Викторовна – магистрант 2 года обучения, кафедра Биотехнологии, химии и стандартизации, ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет» (170026, г. Тверь, наб. А. Никитина, 22); БЫКОВ Алексей Владимирович – кандидат химических наук, доцент кафедры Биотехнологии, химии и стандартизации, ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет» (170026, г. Тверь, наб. А. Никитина, 22)
Ключевые слова:	DFT, наночастица никеля, легирование углеродом, хемосорбция, дефекты поверхности
Ключевые слова (англ.):	DFT, nickel nanoparticle, carbon doping, chemisorption, surface defects
Категории:	5 Математика. Естественные науки 5 Математика. Естественные науки > 54 Химия. Кристаллография. Минералогия 5 Математика. Естественные науки > 54 Химия. Кристаллография. Минералогия > 544 Физическая химия 5 Математика. Естественные науки > 54 Химия. Кристаллография. Минералогия > 544 Физическая химия > 544.1 Химическое строение вещества
Подразделения:	Университеты > Тверской государственный технический университет
ID Code:	15392
Deposited On:	29 Апр 2026 06:39
Последнее изменение:	29 Апр 2026 06:39

Repository Staff Only: item control page