注册 English

脱质子化1，3环加成石墨烯外在固定位上的贵金属纳米线

蔡潜 ,  蔡秋霞 ,  庄桂林 ,  钟兴 ,  王新德 ,  李小年 ,  王建国

downloadPDF
引用本文: 蔡潜, 蔡秋霞, 庄桂林, 钟兴, 王新德, 李小年, 王建国. 脱质子化1，3环加成石墨烯外在固定位上的贵金属纳米线[J]. 物理化学学报, 2014, 30(4): 640-645. doi: 10.3866/PKU.WHXB201402131 shu
Citation:  CAI Qian, CAI Qiu-Xia, ZHUANG Gui-Lin, ZHONG Xing, WANG Xin-De, LI Xiao-Nian, WANG Jian-Guo. “External Anchoring Sites” for Noble Metal Nanowires on Deprotonated 1,3-Dipolar Cycloaddition Graphene[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(4): 640-645. doi: 10.3866/PKU.WHXB201402131 shu

脱质子化1，3环加成石墨烯外在固定位上的贵金属纳米线

  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展规划项目（973）（2013CB733501) 

    国家自然科学基金（21176221，21136001，21101137，21306169) 

    浙江省自然科学基金（ZJNSF-R4110345) 

    高校新世纪优秀人才计划（NCET-10-0979）资助 

摘要:

为研究纳米线的形成机理，通过密度泛函理论（DFT）研究了贵金属（铂）在脱质子化1，3-环加成石墨烯上的吸附. 研究发现：（1） 吸附在1，3-环加成石墨烯上的铂原子引起该结构的脱质子化过程并形成脱质子化1，3-环加成石墨烯；（2） 贵金属在脱质子化1，3-环加成石墨烯上的锚定位是氮原子邻位的碳原子，这在邻位碳原子的平均巴德电荷分析（高达1.0e）中得到进一步的证实；（3） 铂原子在相邻的脱质子化吡啶炔单元上形成金属纳米线，并且该纳米线比相应的铂团簇稳定得多；（4） 电子结构分析表明，铂的吸附并没有从根本上改变脱质子化1，3-环加成石墨烯的电子性质. 铂金属的掺杂使得Pt6团簇吸附形成的复合物呈现金属性，而Pt6纳米线形成的复合物则为半金属性.

English

    1. [1]

      (1) Chan, K. T.; Neaton, J. B.; Cohen, M. L. Phys. Rev. B2008, 77, 235430.  doi: 10.1103/PhysRevB.77.235430

      (1) Chan, K. T.; Neaton, J. B.; Cohen, M. L. Phys. Rev. B2008, 77, 235430.  doi: 10.1103/PhysRevB.77.235430

    2. [2]

      (2) Chang, S. W.; Nair, A. K.; Buehler, M. J. J. Phys. -Condens. Mat ter 2012, 24, 245301. doi: 10.1088/0953-8984/24/24/245301(2) Chang, S. W.; Nair, A. K.; Buehler, M. J. J. Phys. -Condens. Mat ter 2012, 24, 245301. doi: 10.1088/0953-8984/24/24/245301

    3. [3]

      (3) Wang, S. Y.; Jiang, S. P.; Wang, X. Electrochim. Acta 2011, 56, 3338. doi: 10.1016/j.electacta.2011.01.016(3) Wang, S. Y.; Jiang, S. P.; Wang, X. Electrochim. Acta 2011, 56, 3338. doi: 10.1016/j.electacta.2011.01.016

    4. [4]

      (4) Xu, C.; Wang, X.; Zhu, J. W. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 19841. doi: 10.1021/jp807989b(4) Xu, C.; Wang, X.; Zhu, J. W. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 19841. doi: 10.1021/jp807989b

    5. [5]

      (5) Muszynski, R.; Seger, B.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5263. doi: 10.1021/jp800977b(5) Muszynski, R.; Seger, B.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5263. doi: 10.1021/jp800977b

    6. [6]

      (6) Entani, S.; Sakai, S.; Matsumoto, Y.; Naramoto, H.; Hao, T.; Maeda, Y. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 20042. doi: 10.1021/jp106188w(6) Entani, S.; Sakai, S.; Matsumoto, Y.; Naramoto, H.; Hao, T.; Maeda, Y. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 20042. doi: 10.1021/jp106188w

    7. [7]

      (7) Wang, W. L.; Ma, Z. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2879. [王万丽, 马紫峰. 物理化学学报, 2012, 28, 2879.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201209252(7) Wang, W. L.; Ma, Z. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2879. [王万丽, 马紫峰. 物理化学学报, 2012, 28, 2879.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201209252

    8. [8]

      (8) Palacios, J. J.; Fernandez-Rossier, J.; Brey, L. Phys. Rev. B 2008, 77, 195428. 10.1103/PhysRevB.77.195428(8) Palacios, J. J.; Fernandez-Rossier, J.; Brey, L. Phys. Rev. B 2008, 77, 195428. 10.1103/PhysRevB.77.195428

    9. [9]

      (9) Boukhvalov, D. W.; Katsnelson, M. I. Nano Lett. 2008, 8, 4373. doi: 10.1021/nl802234n(9) Boukhvalov, D. W.; Katsnelson, M. I. Nano Lett. 2008, 8, 4373. doi: 10.1021/nl802234n

    10. [10]

      (10) Cretu, O.; Krasheninnikov, A. V.; Rodriguez-Manzo, J. A.; Sun, L. T.; Nieminen, R. M.; Banhart, F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 196102. doi: 10.1103/PhysRevLett.105.196102(10) Cretu, O.; Krasheninnikov, A. V.; Rodriguez-Manzo, J. A.; Sun, L. T.; Nieminen, R. M.; Banhart, F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 196102. doi: 10.1103/PhysRevLett.105.196102

    11. [11]

      (11) Lahiri, J.; Lin, Y.; Bozkurt, P.; Oleynik, I. I.; Batzill, M. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 326.(11) Lahiri, J.; Lin, Y.; Bozkurt, P.; Oleynik, I. I.; Batzill, M. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 326.

    12. [12]

      (12) Lim, D. H.; Negreira, A. S.; Wilcox, J. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 8961. doi: 10.1038/nnano.2010.53(12) Lim, D. H.; Negreira, A. S.; Wilcox, J. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 8961. doi: 10.1038/nnano.2010.53

    13. [13]

      (13) Srivastava, M. K.; Wang, Y.; Kemper, A. F.; Cheng, H. P. Phys. Rev. B 2012, 85, 165444. doi: 10.1103/PhysRevB.85.165444(13) Srivastava, M. K.; Wang, Y.; Kemper, A. F.; Cheng, H. P. Phys. Rev. B 2012, 85, 165444. doi: 10.1103/PhysRevB.85.165444

    14. [14]

      (14) Dai, X. Q.; Li, Y. H.; Zhao, J. H.; Tang, Y. N. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 369. [戴宪起, 李艳慧, 赵建华, 唐亚楠. 物理化学学报, 2011, 27, 369.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110224(14) Dai, X. Q.; Li, Y. H.; Zhao, J. H.; Tang, Y. N. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 369. [戴宪起, 李艳慧, 赵建华, 唐亚楠. 物理化学学报, 2011, 27, 369.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110224

    15. [15]

      (15) Liu, H. T.; Liu, Y. Q.; Zhu, D. B. J. Mater. Chem. 2011, 21, 3335. doi: 10.1039/c0jm02922j(15) Liu, H. T.; Liu, Y. Q.; Zhu, D. B. J. Mater. Chem. 2011, 21, 3335. doi: 10.1039/c0jm02922j

    16. [16]

      (16) Muhich, C. L.; Westcott, J. Y.; Morris, T. C.; Weimer, A. W.; Musgrave, C. B. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 10523.(16) Muhich, C. L.; Westcott, J. Y.; Morris, T. C.; Weimer, A. W.; Musgrave, C. B. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 10523.

    17. [17]

      (17) Wei, D. C.; Liu, Y. Q.; Wang, Y.; Zhang, H. L.; Huang, L. P.; Yu, G. Nano Lett. 2009, 9, 1752.(17) Wei, D. C.; Liu, Y. Q.; Wang, Y.; Zhang, H. L.; Huang, L. P.; Yu, G. Nano Lett. 2009, 9, 1752.

    18. [18]

      (18) Jafri, R. I.; Rajalakshmi, N.; Ramaprabhu, S. J. Mater. Chem. 2010, 20, 7114. doi: 10.1021/nl803279t(18) Jafri, R. I.; Rajalakshmi, N.; Ramaprabhu, S. J. Mater. Chem. 2010, 20, 7114. doi: 10.1021/nl803279t

    19. [19]

      (19) Wu, X. Q.; Zong, R. L.; Mu, H. J.; Zhu, Y. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 3002. [吴小琴, 宗瑞隆, 牟豪杰, 朱永法. 物理化学学报, 2010, 26, 3002.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20101010(19) Wu, X. Q.; Zong, R. L.; Mu, H. J.; Zhu, Y. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 3002. [吴小琴, 宗瑞隆, 牟豪杰, 朱永法. 物理化学学报, 2010, 26, 3002.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20101010

    20. [20]

      (20) Xie, P. Y.; Zhuang, G. L.; Lü, Y. A.; Wang, J. G.; Li, X. N. Act a Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 331. [解鹏洋, 庄桂林, 吕永安, 王建国, 李小年. 物理化学学报, 2012, 28, 331.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201111021(20) Xie, P. Y.; Zhuang, G. L.; Lü, Y. A.; Wang, J. G.; Li, X. N. Act a Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 331. [解鹏洋, 庄桂林, 吕永安, 王建国, 李小年. 物理化学学报, 2012, 28, 331.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201111021

    21. [21]

      (21) Wehling, T. O.; Novoselov, K. S.; Morozov, S. V.; Vdovin, E. E.; Katsnelson, M. I.; Geim, A. K.; Lichtenstein, A. I. Nano Lett. 2008, 8, 173. doi: 10.1021/nl072364w(21) Wehling, T. O.; Novoselov, K. S.; Morozov, S. V.; Vdovin, E. E.; Katsnelson, M. I.; Geim, A. K.; Lichtenstein, A. I. Nano Lett. 2008, 8, 173. doi: 10.1021/nl072364w

    22. [22]

      (22) Boukhvalov, D. W.; Katsnelson, M. I. Phys. Rev. B 2008, 78, 085413. doi: 10.1103/PhysRevB.78.085413(22) Boukhvalov, D. W.; Katsnelson, M. I. Phys. Rev. B 2008, 78, 085413. doi: 10.1103/PhysRevB.78.085413

    23. [23]

      (23) Medeiros, P. V. C.; Mascarenhas, A. J. S.; Mota, F. D.; de Castilho, C. M. C. Nanotechnology 2010, 21, 485701. doi: 10.1088/0957-4484/21/48/485701(23) Medeiros, P. V. C.; Mascarenhas, A. J. S.; Mota, F. D.; de Castilho, C. M. C. Nanotechnology 2010, 21, 485701. doi: 10.1088/0957-4484/21/48/485701

    24. [24]

      (24) Xu, Y. F.; Liu, Z. B.; Zhang, X. L.; Wang, Y.; Tian, J. G.; Huang, Y.; Ma, Y. F.; Zhang, X. Y.; Chen, Y. S. Adv. Mater. 2009, 21, 1275. doi: 10.1002/adma.v21:12(24) Xu, Y. F.; Liu, Z. B.; Zhang, X. L.; Wang, Y.; Tian, J. G.; Huang, Y.; Ma, Y. F.; Zhang, X. Y.; Chen, Y. S. Adv. Mater. 2009, 21, 1275. doi: 10.1002/adma.v21:12

    25. [25]

      (25) Georgakilas, V.; Bourlinos, A. B.; Zboril, R.; Steriotis, T. A.; Dallas, P.; Stubos, A. K.; Trapalis, C. Chem. Commun. 2010, 46, 1766. doi: 10.1039/b922081j(25) Georgakilas, V.; Bourlinos, A. B.; Zboril, R.; Steriotis, T. A.; Dallas, P.; Stubos, A. K.; Trapalis, C. Chem. Commun. 2010, 46, 1766. doi: 10.1039/b922081j

    26. [26]

      (26) Bosch-Navarro, C.; Coronado, E.; Marti-Gastaldo, C. Carbon 2013, 54, 201. doi: 10.1016/j.carbon.2012.11.027(26) Bosch-Navarro, C.; Coronado, E.; Marti-Gastaldo, C. Carbon 2013, 54, 201. doi: 10.1016/j.carbon.2012.11.027

    27. [27]

      (27) Georgakilas, V.; Kordatos, K.; Prato, M.; Guldi, D. M.; Holzinger, M.; Hirsch, A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 760. doi: 10.1021/ja016954m(27) Georgakilas, V.; Kordatos, K.; Prato, M.; Guldi, D. M.; Holzinger, M.; Hirsch, A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 760. doi: 10.1021/ja016954m

    28. [28]

      (28) Tasis, D.; Tagmatarchis, N.; Bianco, A.; Prato, M. Chem. Rev. 2006, 106, 1105. doi: 10.1021/cr050569o(28) Tasis, D.; Tagmatarchis, N.; Bianco, A.; Prato, M. Chem. Rev. 2006, 106, 1105. doi: 10.1021/cr050569o

    29. [29]

      (29) Singh, P.; Campidelli, S.; Giordani, S.; Bonifazi, D.; Bianco, A.; Prato, M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2214. doi: 10.1039/b518111a(29) Singh, P.; Campidelli, S.; Giordani, S.; Bonifazi, D.; Bianco, A.; Prato, M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2214. doi: 10.1039/b518111a

    30. [30]

      (30) Maggini, M.; Scorrano, G.; Prato, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9798. doi: 10.1021/ja00074a056(30) Maggini, M.; Scorrano, G.; Prato, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9798. doi: 10.1021/ja00074a056

    31. [31]

      (31) Tagmatarchis, N.; Prato, M. Synlett 2003, 0, 768.(31) Tagmatarchis, N.; Prato, M. Synlett 2003, 0, 768.

    32. [32]

      (32) Tagmatarchis, N.; Prato, M. J. Mater. Chem. 2004, 14, 437. doi: 10.1039/b314039c(32) Tagmatarchis, N.; Prato, M. J. Mater. Chem. 2004, 14, 437. doi: 10.1039/b314039c

    33. [33]

      (33) Prato, M. J. Mater. Chem. 1997, 7, 1097. doi: 10.1039/a700080d(33) Prato, M. J. Mater. Chem. 1997, 7, 1097. doi: 10.1039/a700080d

    34. [34]

      (34) Quintana, M.; Spyrou, K.; Grzelczak, M.; Browne, W. R.; Rudolf, P.; Prato, M. ACS Nano 2010, 4, 3527. doi: 10.1021/nn100883p(34) Quintana, M.; Spyrou, K.; Grzelczak, M.; Browne, W. R.; Rudolf, P.; Prato, M. ACS Nano 2010, 4, 3527. doi: 10.1021/nn100883p

    35. [35]

      (35) Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15. doi: 10.1016/0927-0256(96)00008-0(35) Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15. doi: 10.1016/0927-0256(96)00008-0

    36. [36]

      (36) Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169. doi: 10.1103/PhysRevB.54.11169(36) Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169. doi: 10.1103/PhysRevB.54.11169

    37. [37]

      (37) BlöCHL, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953. doi: 10.1103/PhysRevB.50.17953(37) BlöCHL, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953. doi: 10.1103/PhysRevB.50.17953

    38. [38]

      (38) Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758.(38) Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758.

    39. [39]

      (39) Wang, J. G.; Lv, Y. A.; Li, X. N.; Dong, M. D. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 890. doi: 10.1021/jp810277b(39) Wang, J. G.; Lv, Y. A.; Li, X. N.; Dong, M. D. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 890. doi: 10.1021/jp810277b

    40. [40]

      (40) Zhang, L. P.; Xia, Z. H. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11170.

      (40) Zhang, L. P.; Xia, Z. H. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11170.

  • 加载中
WeChat 扫一扫看文章
计量
  • PDF下载量:  579
  • 文章访问数:  1010
  • HTML全文浏览量:  6
文章相关
  • 发布日期:  2014-03-31
  • 收稿日期:  2013-11-20
  • 网络出版日期:  2014-02-13
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章

All Rights Reserved by the Chinese Chemical Society   中国化学会 版权所有 京ICP备05002797号

本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发    技术支持: info@rhhz.net