Элементарные акты реакции восстановления молекулярного кислорода на допированном азотом sp²-углеродном кластере: квантовохимическое исследование

• Дата: 2017
• Автори: Демяненко, Е.Н., Карпенко, О.С., Лобанов, В.В., Картель, Н.Т.
• Формат: Стаття
• Мова: Russian
• Опубліковано: Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України 2017
• Назва видання: Поверхность
• Теми: Теория химического строения и реакционной способности поверхности. Моделирование процессов на поверхности
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148537
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Элементарные акты реакции восстановления молекулярного кислорода на допированном азотом sp²-углеродном кластере: квантовохимическое исследование / Е.Н. Демяненко, О.С. Карпенко, В.В. Лобанов, Н.Т. Картель // Поверхность. — 2017. — Вип. 9 (24). — С. 14-27. — Бібліогр.: 32 назв. — рос.

Методом теории функционала плотности (B3LYP, 6-31 G**) выполнены расчеты пространственного и электронного строения комплексов молекулы кислорода с молекулой коронена и с ее азотсодержащим аналогом, в котором два атома азота находятся в пара-положении в центральном гексагоне. В рамках принятого предположения, согласно которому упомянутые молекулы моделируют чисто углеродную и азотсодержащую графеноподобную структуры, определено равновесное строение и энергию образования всех промежуточных соединений, возникающих при последовательном присоединении четырех электронов и четырех протонов к адсорбционному комплексу молекулу О₂. Показано, что каталитическую активность допированного азотом графена в реакции восстановления кислорода можно объяснить сочетанием нескольких факторов, а именно уменьшением ширины запрещенной зоны в азотсодержащем кластере по сравнению с исходным чисто углеродным кластером и активацией атомов углерода, соседствующих с внедренными атомами N. Расчет энергии отдельных стадий присоединения каждого из четырех электронов и протонов свидетельствует о самопроизвольности протекания реакции восстановления кислорода на азотсодержащем кластере.