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【2h】

Density Functional Theory Study on the Nucleationand Growth of Ptn Clusters on γ-Al2O3(001) Surface

机译：密度泛函理论的成核研究-Al2O3（001）表面上Ptn团簇的生长和生长

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摘要

Little is known about the detailed structural information at the interface of Ptn cluster and γ-Al2O3(001) surface, which plays an important role in the dehydrogenation and cracking of hydrocarbons. Here, the nucleation and growth of Ptn (n = 1–8, 13) clusters on a γ-Al2O3(001) surface have been examined using density functional theory. For the most stable configuration Ptn/γ-Al2O3(001) (n = 1–8, 13), Ptn clusters bond to the γ-Al2O3(001) surface through Pt–O and Pt–Al bonds at the expense of electron density of the Ptn cluster. With the increase in the Ptn cluster size, both the metal–support interaction and the nucleation energies exhibit an odd–even oscillation pattern, which are lower for an even Ptn cluster size than those for its adjacent odd ones. Both the metal–surface and metal–metal interactions are competitive, which control the nanoparticle morphology transition from two-dimension (2D) to three-dimension (3D). On the γ-Al2O3(001) surface, when the metal–support interaction governs, smallerclusters such as Pt1, Pt2, Pt3, andPt4 prefer a planar 2D nature. Alternatively, when themetal–metal interaction dominates, larger clusters such asPt5, Pt6, Pt7, Pt8, andPt13 exhibit a two-layer structure with one or more Ptatoms on the top layer not interacting directly with the support.Herein, the Pt4 cluster is the most stable 2D structure;Pt5 and Pt6 clusters are the transition fromthe 2D to the 3D structure; and the Pt7 cluster is thesmallest 3D structure.
机译：关于Ptn团簇和γ-Al2O3（001）表面的界面的详细结构信息知之甚少，这在碳氢化合物的脱氢和裂化中起着重要的作用。在这里，已经使用密度泛函理论研究了在γ-Al2O3（001）表面上Ptn（n = 1-8，13）团簇的形核和生长。对于最稳定的配置Ptn /γ-Al2O3（001）（n = 1–8，13），Ptn团簇通过Pt–O和Pt–Al键与γ-Al2O3（001）表面键合，但以电子密度为代价的Ptn群集。随着Ptn团簇尺寸的增加，金属-载体相互作用和成核能均显示出奇偶振荡模式，即使是均匀的Ptn团簇尺寸，其振荡频率也比其相邻的奇数更低。金属-表面和金属-金属相互作用都是竞争性的，这控制了纳米颗粒形态从二维（2D）过渡到三维（3D）。在γ-Al2O 3 （001）表面上，当金属与载体相互作用起支配作用时，较小Pt 1 ，Pt 2 ，Pt 3 和Pt 4 更喜欢平面2D性质。或者，当金属之间的相互作用占主导地位，较大的团簇如Pt 5 ，Pt 6 ，Pt 7 ，Pt 8 和Pt 13 呈现具有一个或多个Pt的两层结构顶层上的原子不直接与载体相互作用。在此，Pt 4 簇是最稳定的二维结构。Pt 5 和Pt 6 簇是从2D到3D结构； Pt 7 簇是最小的3D结构。

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