基于遗传算法的Au-Cu-Pt三元合金纳米粒子的稳定结构研究

合金纳米粒子展示出单金属粒子所不具有的多功能性能, 而其稳定结构的研究对于进一步了解其催化性能具有重要的意义. 本文采用改进的遗传算法和量子修正Sutton-Chen型多体势对二十四面体Au-Cu-Pt三元合金纳米粒子的稳态结构进行了系统的研究. 针对不同尺寸、不同组成比例的合金纳米粒子, 探讨了遗传算法的收敛性及初始构型对稳态结构的影响. 计算的结果表明: 初始结构的选取并不影响最终的稳定结构, 并且改进的遗传算法具有较好的稳定性; Au和Cu形成表面偏聚, 而Pt则倾向于分布在内层; 当Au或Cu比例较小时, Au和Cu表现出表面最大偏聚; 当Au与Cu原子数之和大于表面原子数时, 二者表现出竞争偏聚, 且Cu的偏聚效应较强; 随着Au, Cu原子数继续增长至大于表面和次表面原子数之和时, Au的偏聚性能增强. 此外, Cu在占据表面后, 会越过次外层, 与Pt在内层形成混合相结构.     

基于粒子群算法的Pt-Pd合金纳米粒子的稳定结构研究

Pt-Pd合金纳米粒子相对于Pt及Pd单晶纳米粒子均具有更好的催化活性和选择性, 研究它的稳定结构对进一步了解催化性能具有重要意义. 本文采用粒子群算法和量子修正Sutton-Chen多体势对不同尺寸、 不同组成比例的二十四面体Pt-Pd合金纳米粒子的结构稳定性进行研究. 结果表明: Pt-Pd合金纳米粒子中Pt原子趋向于分布在纳米粒子内层, 而Pd原子趋向于分布在纳米粒子外层, 且Pt, Pd原子的分布越对称有序, 其能量越低, 结构越稳定; 随着Pt原子比例的增加, 三种不同尺寸的合金纳米粒子的Warren-Cowley化学短程有序值都逐渐升高, 即纳米粒子更趋向于偏聚分布状态; 在相同比例下, 小尺寸纳米粒子的偏聚程度比大尺 寸纳米粒子的大. 关键词： 合金纳米粒子 粒子群算法 稳态结构