Unique size-dependent nanocatalysis revealed at the single atomically precise gold cluster level

星团(航天器) 催化作用 纳米技术 簇大小 化学物理 离解(化学) 金团 材料科学 化学 电子结构 计算化学 物理化学 计算机科学 生物化学 程序设计语言
作者
Yuwei Zhang,Ping Song,Tiankai Chen,Xiaodong Liu,Tao Chen,Zhemin Wu,Yong Wang,Jianping Xie,Weilin Xu
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:115 (42): 10588-10593 被引量:78
标识
DOI:10.1073/pnas.1805711115
摘要

Atomically precise metal clusters have attracted increasing interest owing to their unique size-dependent properties; however, little has been known about the effect of size on the catalytic properties of metal clusters at the single-cluster level. Here, by real-time monitoring with single-molecule fluorescence microscopy the size-dependent catalytic process of individual Au clusters at single-turnover resolution, we study the size-dependent catalytic behaviors of gold (Au) clusters at the single-cluster level, and then observe the strong size effect on the catalytic properties of individual Au clusters, in both catalytic product formation and dissociation processes. Surprisingly, indicated by both experiments and density functional theory (DFT) calculations, due to such a unique size effect, besides observing the different product dissociation behaviors on different-sized Au clusters, we also observe that small Au clusters [i.e., Au15(MPA)13; here, MPA denotes 3-mercaptopropionic acid] catalyze the product formation through a competitive Langmuir-Hinshelwood mechanism, while those relatively larger Au clusters [e.g., Au18(MPA)14 and Au25(MPA)18] or nanoparticles catalyze the same process through a noncompetitive Langmuir-Hinshelwood mechanism. Such a size effect on the nanocatalysis could be attributed intrinsically to the size-dependent electronic structure of Au clusters. Further analysis of dynamic activity fluctuation of Au clusters reveals more different catalytic properties between Au clusters and traditional Au nanoparticles due to their different size-dependent structures.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
洋洋羊发布了新的文献求助10
1秒前
书羽发布了新的文献求助10
1秒前
Dinglin完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
赵紫怡发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
陈末应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
灵巧寒凡完成签到,获得积分10
5秒前
忧虑的勒完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
9秒前
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
ldy发布了新的文献求助10
12秒前
隐形曼青应助惠慧采纳,获得10
12秒前
12秒前
不周山修猫完成签到,获得积分10
12秒前
BY完成签到,获得积分10
12秒前
激动的白梅完成签到,获得积分10
13秒前
毛毛完成签到,获得积分10
13秒前
jiaping发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
xq发布了新的文献求助10
16秒前
Miracle发布了新的文献求助10
18秒前
jiaping完成签到,获得积分10
20秒前
哈基米德应助十一采纳,获得20
20秒前
xmhxpz发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
天天快乐应助ldy采纳,获得10
21秒前
23秒前
24秒前
24秒前
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 851
The International Law of the Sea (fourth edition) 800
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5416954
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4533002
关于积分的说明 14137871
捐赠科研通 4449072
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2440575
邀请新用户注册赠送积分活动 1432430
关于科研通互助平台的介绍 1409858