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The Reactivity of Ptn+ Clusters With N2O Facilitated by Dual Lewis-Acid Sites
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2024-09-06 , DOI: 10.1002/smll.202404638 Chaonan Cui 1 , Yuhan Jia 1 , Shiquan Lin 1 , Lijun Geng 1 , Zhixun Luo 1, 2
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2024-09-06 , DOI: 10.1002/smll.202404638 Chaonan Cui 1 , Yuhan Jia 1 , Shiquan Lin 1 , Lijun Geng 1 , Zhixun Luo 1, 2
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The size dependence of metal cluster reactions frequently reveals valuable information on the mechanism of nanometal catalysis. Here, the reactivity of the Ptn+ (n = 1−40) clusters with N2O is studied and a significant dependence on the size of these clusters is noticed. Interestingly, the small Ptn+ clusters like Pt3+ and Pt4+ are inclined to form N2O complexes; some larger clusters, such as Pt19+, Pt21+, and Pt23+, appear to be unreactive; however, the others such as Pt3,9,15+ and Pt18+ are capable of decomposing N2O. While Pt9+ rapidly reacts with N2O to form a stable quasitetrahedron Pt9O+ product, Pt18+ experiences a series of N2O decompositions to produce Pt18O1-7+. Utilizing high-precision theoretical calculations, it is shown how the atomic structures and active sites of Ptn+ clusters play a vital role in determining their reactivity. Cooperative dual Lewis-acid sites (CDLAS) can be achieved on specific metal clusters like Pt18+, rendering accelerated N2O decomposition via both N- and O-bonding on the neighboring Pt atoms. The influence of CDLAS on the size-dependent reaction of Pt clusters with N2O is illustrated, offering insights into cluster catalysis in reactions that include the donation of electron pairs.
中文翻译:
双路易斯酸位点促进 Ptn + 簇与 N2O 的反应性
金属团簇反应的大小依赖性经常揭示有关纳米金属催化机制的宝贵信息。在这里,研究了 Ptn+ (n = 1-40) 簇与 N2O 的反应性,并注意到对这些簇大小的显着依赖性。有趣的是,像 Pt3+ 和 Pt4+ 这样的小 Ptn+ 簇倾向于形成 N2O 络合物;一些较大的簇,如 Pt19+、Pt21+ 和 Pt23+,似乎是无反应性的;然而,其他的,如 Pt39,15+ 和 Pt18+ 能够分解 N2O。Pt9+ 与 N2O 快速反应形成稳定的准面体 Pt9O+ 产物,而 Pt18+ 经历一系列 N2O 分解产生 Pt18O1-7+。利用高精度理论计算,展示了 Ptn+ 团簇的原子结构和活性位点如何在确定其反应性方面发挥重要作用。可以在 Pt18+ 等特定金属簇上实现协同双路易斯酸位点 (CDLAS),通过相邻 Pt 原子上的 N 键和 O 键加速 N2O 分解。说明了 CDLAS 对 Pt 簇与 N2O 的大小依赖性反应的影响,为包括电子对捐赠在内的反应中的团簇催化提供了见解。
更新日期:2024-09-06
中文翻译:
双路易斯酸位点促进 Ptn + 簇与 N2O 的反应性
金属团簇反应的大小依赖性经常揭示有关纳米金属催化机制的宝贵信息。在这里,研究了 Ptn+ (n = 1-40) 簇与 N2O 的反应性,并注意到对这些簇大小的显着依赖性。有趣的是,像 Pt3+ 和 Pt4+ 这样的小 Ptn+ 簇倾向于形成 N2O 络合物;一些较大的簇,如 Pt19+、Pt21+ 和 Pt23+,似乎是无反应性的;然而,其他的,如 Pt39,15+ 和 Pt18+ 能够分解 N2O。Pt9+ 与 N2O 快速反应形成稳定的准面体 Pt9O+ 产物,而 Pt18+ 经历一系列 N2O 分解产生 Pt18O1-7+。利用高精度理论计算,展示了 Ptn+ 团簇的原子结构和活性位点如何在确定其反应性方面发挥重要作用。可以在 Pt18+ 等特定金属簇上实现协同双路易斯酸位点 (CDLAS),通过相邻 Pt 原子上的 N 键和 O 键加速 N2O 分解。说明了 CDLAS 对 Pt 簇与 N2O 的大小依赖性反应的影响,为包括电子对捐赠在内的反应中的团簇催化提供了见解。