摘要：NiCu双金属核壳纳米粒子不仅由于其优异的稳定性、选择性以及磁学和催化性能而受到广泛关注,而且可以通过改变其纳米粒子的形貌、表面元素分布和粒径大小而具有可调谐性能.采用分子动力学与蒙特罗方法并结合嵌入原子势对NiCu双金属纳米粒子的表面偏析、结构特征以及Cu吸附原子在Ni基底沉积生长与表面扩散进行了研究,结果表明Cu原子在Ni基底表面具有强的偏析倾向.随着Cu原子浓度的增加,Cu原子优先占据纳米粒子的顶点、边、(100)和(111)面,最终形成完美的Ni核/Cu壳纳米粒子.在生长温度T=400 K时,形成的Ni核/Cu壳结构最稳定.进一步采用肘弹性波方法模拟计算在Ni基表面Cu吸附原子的扩散势垒,结果表明,Cu吸附原子无论是交换还是扩散,都需要克服较大的ES势垒,从而难以在Ni基底表面进行面间扩散.与Ni基底相反,在Cu基底上沉积Ni原子,Ni吸附原子很容易从(111)面迁移至(100)面,且在当前模拟温度下,Ni吸附原子无法在(100)面进行迁移,导致生长构型朝正八面体的形状发展,且其八个顶角几乎被Ni原子所占据.本文经过深入研究,从原子的角度出发,对NiCu纳米催化剂的初步设计提供了一种新的思路和方法.

摘要：在多相催化中,纳米合金的氧化和偏析可能导致特殊的电催化性质。基于第一性原理原子热力学方法,本文通过表面相稳定性图计算氧化气氛中Pd_(6)@Ag_(32)和Ag_(6)@Pd_(32)核壳纳米合金的早期氧化阶段。Ag_(38)纳米团簇(Δμ_(0)=-0.95 eV)的稳定性高于Pd_(38)纳米团簇(Δμ_(0)=-1.3 eV),但是Pd_(6)@Ag_(32)核壳纳米合金(Δμ_(0)=-0.9 eV)显示出高于Ag_(38)纳米团簇的表面相稳定性,而Pd偏析的Pd_(6)@Ag_(32)纳米合金的稳定性低于Ag_(38)纳米团簇。同时,Ag_(6)@Pd_(32)核壳纳米合金(Δμ_(0)=-1.5 eV)的表面相稳定性比Pd_(38)纳米团簇低,而Ag偏析的Ag_(6)@Pd_(32)纳米合金显示出高于Pd_(38)纳米团簇的表面相稳定性。表面Ag原子偏析越多的Pd_(6)@Ag_(32)和Ag_(6)@Pd_(32)核壳纳米合金具有更高的表面相稳定性。表面相稳定性的顺序遵循原子电荷的趋势,即越多的负电荷对应于越低的表面相稳定性。研究结果能够为设计燃料电池中具有合适表面相稳定性的PdAg基纳米合金催化剂提供有效信息。