Год издания: 2025
Ключевые слова: квантово-химическое моделирование, кластеры золота, носитель, оксид церия, активные центры, метод функционала плотности, окисление СО, конверсия водяного пара
Аннотация: Целью проекта является разработка реалистичных моделей активных центров золотосодержащих катализаторов, учитывающих разнообразные эффекты: точечные и протяженные дефекты поверхности, примесные атомы, влияние носителя. В проекте будет рассмотрены различные нанообъекты: субнаноразмерные кластеры золота (содержащие не более 4 атомов),Показать полностьюстабилизированные на поверхности оксидного носителя CeO(2-x), а также "инверсные" системы - наночастицы CeO(2-x), закреплёные на металлической поверхности золота. На различных модельных катализаторах будет проведено моделирование каталитических реакций, имеющих высокий потенциал применения в энергосберегающих технологиях: активационные и адсорбционные процессы с участием кислорода и водорода, каталитическое окисление СО, конверсия водяного газа (WGSR). Научная новизна проекта определяется рассмотрением широкого набора моделей в рамках единого теоретического метода (метода функционала плотности), что ранее не было осуществлено для наночастиц переходных металлов. Будет проведена оценка размерных и структурных эффектов, а также систематическое сопоставление альтернативных вычислительных подходов, что очень важно для определения прогностической силы применяемых методик. Расчеты будут проведены современными квантово-химическими программами с использованием ресурсов отечественных и зарубежных суперкомпьютерных центров. Результатом проекта станет новая информация о взаимосвязи состава, строения и реакционной способности наноструктурированного золота в практически важных каталитических реакциях. Ожидается, что полученный опыт моделирования золотосодержащих систем может быть распространен на моделирование химических процессов с участием наночастиц других переходных металлов. .