【摘 要】
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氧化钒是一种广泛使用的催化剂和催化剂载体.对(V2O5)n团簇的研究,有助于在原子分子层次上理解其在催化反应过程中的作用[1-2].本文使用全局优化方法和密度泛函方法,系统
【机 构】
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华北电力大学数理学院,北京市回龙观北农路2号,102206
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氧化钒是一种广泛使用的催化剂和催化剂载体.对(V2O5)n团簇的研究,有助于在原子分子层次上理解其在催化反应过程中的作用[1-2].本文使用全局优化方法和密度泛函方法,系统研究了(V2O5)N(N=2-6)团簇的稳定构型.计算结果表明,V倾向于与4个O成键——1个端氧和3个桥氧,这样在价态上V达到饱和的+5价.如果所有的V都采取这样的成键方式,则可以形成多面体笼状构型(也可得到能量较高的其它构型),团簇的最稳定构型都是这种构型(Fig.1).如果忽略端氧,那么V的这种连接方式在拓扑结构上是三维的3-正则图(即每个顶点有三条边),与富勒烯中C的连接方式一样.我们使用适当修改的CaGe[3]程序来产生所有可能的3-正则图,以构造这种多面体笼状构型.当限制多面体的每个面只能是三角形、四边形、五边形或六边形时,对N = 2-6团簇可分别得到1,1,2,5和10种可能的多面体构型.研究发现,稳定构型更倾向于全部由四边形和五边形构成(富勒烯则倾向于六边形或少量五边形).
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