Các cụm kích thước nano năng lượng thấp của (TiC) n n = 6, 12: so sánh cấu trúc và năng lượng với MgO

Theoretical Chemistry Accounts - Tập 132 - Trang 1-6 - 2013
Oriol Lamiel-Garcia1, Stefan T. Bromley1,2, Francesc Illas1
1Departament de Química Física and Institut de Química Teòrica i Computacional (IQTCUB), Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
2Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), Barcelona, Spain

Tóm tắt

Tối ưu hóa toàn cầu và lý thuyết chức năng mật độ được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc của các cụm (TiC)6 và (TiC)12. Trong cả hai trường hợp, các đồng phân thể hiện cấu trúc giống như muối biển khối dường như là ổn định về mặt năng lượng nhất. Điều này trái ngược với một số vật liệu khác có cấu trúc muối biển là trạng thái nền khối của chúng, chẳng hạn như MgO, trong đó có các mô hình ống mở hơn. Một yếu tố chính góp phần vào sự khác biệt trong cấu trúc kích thước nano này có lẽ là tính chất liên kết cộng hóa trị lớn hơn của TiC so với MgO. Điều này được hỗ trợ bởi phát hiện của chúng tôi rằng một số đồng phân năng lượng thấp của cả (TiC)6 và (TiC)12 thể hiện liên kết C–C, trong khi liên kết trong tất cả các đồng phân MgO có kích thước tương tự chỉ dựa trên liên kết ion Mg–O. Các phổ IR mô phỏng cho thấy rằng có khả năng thực nghiệm có thể phân biệt các cụm (TiC)n với hoặc không có liên kết C–C.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Alivisatos AP (1996) Science 271:933–937 Daniel MC, Astruc D (2004) Chem Rev 104:293–346 Haruta M (1997) Catal Today 36:153–166 Kamat PV (2007) J Phys Chem C 111:2834–2860 Erwin SC, Zu LJ, Haftel MI, Efros AL, Kennedy TA, Norris DJ (2005) Nature 436:91–94 Calais JL (1977) Adv Phys 26:847–885 Schwartz K (1987) CRC Crit Rev Solid State Mater Sci 13:211–257 Sangthong W, Limtrakul J, Illas F, Bromley ST (2008) J Mater Chem 18:5871–5879 Berkdemir C, Castleman AW, Sofo JO (2012) Phys Chem Chem Phys 14:9642–9653 Catlow CRA, Bromley ST, Hamad S, Mora-Fonz M, Sokol AA, Woodley SM (2010) Phys Chem Chem Phys 12:786–811 Hartke B (2002) Angew Chem Int Ed 41:1468–1487 Bromley ST, Moreira I, Neyman KM, Illas F (2009) Chem Soc Rev 38:2657–2670 Levy RB, Boudart M (1973) Science 181:547–549 Hwu HH, Chen JGG (2005) Chem Rev 105:185–199 Viñes F, Rodriguez JA, Liu P, Illas F (2008) J Catal 260:103–112 Esposito DV, Chen JG (2011) Energy Environ Sci 4:3900–3912 Ren H, Hansgen DA, Kelly TG, Stottlemyer AL, Chen JG (2011) ACS Catal 1:390–398 Esposito DV, Hunt ST, Kimmel YC, Chen JG (2012) J Am Chem Soc 134:3025–3033 Hsu IJ, Kimmel YC, Willis BG, Chen JG (2012) Chem Comm 48:1063–1065 Ono LK, Sudfeld D, Cuenya BR (2006) Surf Sci 600:5041–5050 Rodriguez JA, Liu P, Viñes F, Illas F, Takahashi Y, Nakamura K (2008) Angew Chem Int Ed 47:6685–6689 Rodriguez JA, Liu P, Takahashi Y, Nakamura K, Viñes F, Illas F (2009) J Am Chem Soc 131:8595–8602 Rodriguez JA, Liu P, Takahashi Y, Nakamura K, Viñes F, Illas F (2010) Top Catal 52:393–402 Rodriguez JA, Feria L, Jirsak T, Takahashi Y, Nakamura K, Illas F (2010) J Am Chem Soc 132:3177–3186 Florez E, Gomez T, Liu P, Rodriguez JA, Illas F (2010) ChemCatChem 2:1219–1222 Florez E, Gomez T, Rodriguez JA, Illas F (2011) Phys Chem Chem Phys 13:6865–6871 Vidal AB, Feria L, Evans J, Takahashi Y, Liu P, Nakamura K, Illas F, Rodriguez JA (2012) J Phys Chem Lett 3:2275–2280 Guo BC, Wei S, Purnell J, Buzza SA, Castleman AW (1992) Science 256:515–516 Pillgrim JS, Duncan MA (1993) J Am Chem Soc 115:6858–6961 Wei S, Guo BC, Deng HT, Kerns K, Purnell J, Buzza SA, Castleman AW (1994) J Am Chem Soc 116:4475–4476 Duncan MA (1997) J Clust Sci 8:239–266 Rohmer MM, Bérnard M, Poblet JM (2000) Chem Rev 100:495–542 Patzschke M, Sundholm D (2005) J Phys Chem B 109:12503–12508 Li S, Wu H, Wang LS (1997) J Am Chem Soc 119:7417 Reddy BV, Khanna SN (1994) J Phys Chem 98:9946–9949 von Helden G, Tielens AGGM, van Heijnsbergen D, Duncan MA, Hony S, Waters LBFM, Meijer G (2000) Science 288:313–316 Wales DJ, Doye JPK (1997) J Phys Chem A 101:5111–5116 Carrasco J, Illas F, Bromley ST (2007) Phys Rev Lett 99:235502 Roberts C, Johnston RL (2001) Phys Chem Chem Phys 3:5024–5034 Erkoc S (1989) Phys Stat Sol (b) 152:447–454 Gale JD, Rohl AL (2003) Mol Simul 29:291–341 Kresse G, Hafner J (1993) Phys Rev B 47:558–561 Kresse G, Hafner J (1994) Phys Rev B 49:14251–14269 Kresse G, Furthmüller J (1996) Phys Rev B 54:11169–11186 Kresse G, Furthmüller J (1996) J Comp Mat Sci 6:15–50 Blöchl PE (1994) Phys Rev B 50:17953–17979 Kresse G, Joubert D (1999) Phys Rev B 59:1758–1775 Perdew JP, Wang Y (1992) Phys Rev B 45:13244–13249 Perdew JP, Wang Y (1993) Phys Rev B 48:4978 Valcárcel A, Ricart JM, Illas F, Clotet A (2004) J Phys Chem B 108:18297–18305 Happel M, Luckas N, Viñes F, Sobota M, Laurin M, Görling A, Libuda J (2011) J Phys Chem C 115:479–491 Lukas N, Viñes F, Happel M, Desikusumastuti A, Libuda J, Görling A (2010) J Phys Chem C 114:13813–13824 Bawa F, Panas I (2002) Phys Chem Chem Phys 4:103–108 Joswig J-O, Springborg M (2008) J Chem Phys 129:134311 van Heijnsbergen D, von Helden G, Duncan MA, van Roij AJA, Meijer G (1999) Phys Rev Lett 83:4983