导　　师： 马彤梅

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 合理设计环境友好、高活性、高选择性的新型催化剂的关键在于充分认识反应活性位点的结构与反应性的关系。由于实际催化体系的复杂性,常规的表征手段还难以从分子水平上对其进行研究,而团簇作为介于原子与宏观物质之间的桥梁,被认为是研究宏观催化体系的理想模型。本文采用飞行时间质谱实验与密度泛函理论分析相结合的手段,研究了气相中异核金属氧化物团簇与小分子(H和CO)的反应,从分子水平上认识多组分催化剂的反应机理、反应位的结构与反应性关系、组分间相互作用等信息,为合理设计担载型催化剂提供重要线索及理论依据。本文主要研究内容如下:(1)金钒异核氧化物团簇AuVO连续氧化3个H飞行时间质谱实验探测到激光溅射金钒混合靶产生金钒异核氧化物团簇经选质后得到的AuVO在线性离子阱中可以连续氧化3个H;密度泛函理论计算进一步揭示了H连续氧化反应的基元步骤和反应机理。在反应中Au原子是捕获H的活性位点,并在晶格氧O的协同下异裂H-H键。其中在第一个H氧化过程中,Au VO上的O单元的活化解离为后续氧化提供足够的活性氧位点;在氧化三个H后,Au VO的Au-O键转化为Au VO的Au-V键,对H惰性的Au VO终止了该连续氧化过程。然而,与Au VO结构相似的Au NbO仅能氧化一个H,本研究进一步对导致AuVO和Au Nb O两种团簇与H显著不同的反应活性的根本原因进行了探究,强调了载体金属中心的影响。该工作详见本论文第二章。(2)非贵金属单原子催化剂Cu AlO以O为氧源催化氧化CO本研究表明单个Cu掺杂的异核金属氧化物团簇CuAlO能够以O为氧源催化氧化CO,而CuAlO团簇是首次在实验上证实的参与这一典型的反应的非贵金属单原子催化剂。飞行时间质谱实验和密度泛函理论计算对该反应进行了表征。在将CO氧化为CO的反应中,Cu AlOCO呈现出比Cu AlO更高的反应活�

关 键 词： 异核氧化物团簇 金 铜 反应机理 质谱 量子化学计算

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