ИСТИНА

Активное развитие промышленности, а также массовое распространение транспортных средств, использующих энергию сгорания различных нефтепродуктов, ставит перед современным научно-техническим обществом актуальную задачу по разработке каталитических систем для эффективного дожига CO. Установлено [1], что в этой реакции наночастицы золота размером 1-2 нм [2] проявляют высокую каталитическую активность при невысоких температурах. Одним из способов получения наночастиц со строгим распределением по размеру является их стабилизация лигандами, в частности тиолатными. Изучению каталитических свойств кластеров золота, стабилизированных тиолатными лигандами, в окислении СО посвящены работы [3-5]. Направлением улучшения свойств данных композитов является допирование вторым металлом, например медью [6]. В докладе будут представлены результаты изучения влияния меди на каталитические свойства Au15(SCH3)13 в окислении СО. Исследование было проведено квантово-химическим методом функционала плотности, функционал PBE с полным электронным базисом в программе «Природа». Была рассчитана структура и энергии кластера Au15(SCH3)13 и возможные биметаллические изомеры Cu@Au14(SCH3)13, проведено моделирование активации на них CO и O2. Кластер Au15(SCH3)13 имеет в своем составе ядро Au4 и оболочку, состоящую из двух димерных скрепочных фрагментов и гептамерного кольца. Согласно полученным результатам, наиболее стабильным изомером биметаллического кластера Cu@Au14(SCH3)13 является тот, в котором медь допирована в гептамерное кольцо. Установлено, что молекулы CO и O2 образуют слабосвязанные комплексы с монометаллическим кластером Au15(SCH3)13 с энергиями адсорбции 8 кДж/моль на атоме золота в гептамерном кольце и 12 кДж/моль на атоме золота в димерном скрепочном фрагменте соответственно. В свою очередь энергии адсорбции молекул CO и O2 на атоме меди в гептамерном кольце биметаллического кластера Cu@Au14(SCH3)13 составляют 31 кДж/моль и 13 кДж/моль соответственно. Согласно полученным данным, допирование кластера атомом меди сдвигает плотность d-состояний ближе к уровню Ферми, повышая его реакционную способность. Таким образом, допирование кластера Au15(SCH3)13 атомом меди улучшает активацию CO и O2, что положительно сказывается на дальнейшем окислении CO. 1. Haruta M., Kobayashi T., Sano H., Yamada N. // Chem. Lett. 1987. V. 16. P. 405-408. 2. Valden M., Lai X., Goodman D.W. // Science. 1998. V. 281. P. 1647-1650. 3. Nie X., Qian H., Ge Q., Xu H., Jin R. // ACS Nano. 2012. V. 6. P. 6014-6022. 4. Nie X., Zeng C., Ma X., Qian H., Ge Q., Xu H., Jin R. // Nanoscale. 2013. V. 5. P. 5912-5918. 5. Pichugina D.A., Nikitina N.A., Kuzmenko N.E. // J. Phys. Chem. C. 2020. V. 124. P. 3080-3086. 6. Бандурист П.С., Пичугина Д.А., Кузьменко Н.Е. // ЖФХ. 2022. Т. 96. № 8. С. 1165-1169.