Published July 21, 2023
| Version v1
Publication
Stability and electronic sensitivity of Cu <sub>n</sub> M (M = Co, Mn, Pd, Au and V; <i>n</i> = 3–8) nanoclusters towards HCOOH molecule: a computational study
Description
The stability, electronic and magnetic properties of the Cun + 1 and CunM (M = Co, Mn, Pd, Au and V; n = 3–8) nanoclusters were investigated using the PW91PW91/LANL2DZ/-311G(d,p) level of theory. The electronic sensitivity of these clusters towards the formic acid (FA) has also been evaluated. The results obtained show that the doping of the Cun + 1 with Co, Mn, Pd, Au or V atom has strongly altered their electronic properties. The interaction of HCOOH molecule over the CunM clusters exhibits that the most favourable adsorption site for the molecule is the metal atom dopant, and the calculated adsorption energies (Eads) range from −113.4 to −436.0 kJ mol−1, indicating a great chemisorption between both species. The values of ΔH and ΔG of the formed complexes by the adsorption of the HCOOH onto the CunM clusters are found to be negative, indicating that the adsorption process is regarded as exothermic and thermodynamically realisable at room temperature. The results reveal also that the CunV and CunAu clusters have the greatest sensitivity towards the HCOOH molecule in comparison with the other clusters, suggesting that the two clusters could be proposed as high-performance clusters for the detection of HCOOH molecule.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم التحقيق في الاستقرار والخصائص الإلكترونية والمغناطيسية لـ Cun + 1 و CunM (M = Co و Mn و Pd و Au و V ؛ n = 3–8) مجموعات النانو باستخدام المستوى النظري PW91PW91/LANL2DZ/-311G (d,p). كما تم تقييم الحساسية الإلكترونية لهذه المجموعات تجاه حمض الفورميك (FA). تظهر النتائج التي تم الحصول عليها أن منشطات Cun + 1 مع ذرة Co أو Mn أو Pd أو Au أو V قد غيرت بشدة خصائصها الإلكترونية. يُظهر تفاعل جزيء HCOOH عبر مجموعات CunM أن موقع الامتزاز الأكثر ملاءمة للجزيء هو مادة إشابة ذرة المعدن، وتتراوح طاقات الامتزاز المحسوبة (EADS) من −113.4 إلى − 436.0 كيلو جول مول−1، مما يشير إلى وجود امتصاص كيميائي كبير بين كلا النوعين. تم العثور على قيم ΔH و ΔG للمجمعات المشكلة عن طريق امتزاز HCOOH على مجموعات CunM سلبية، مما يشير إلى أن عملية الامتزاز تعتبر طاردة للحرارة وقابلة للتحقيق الديناميكي الحراري في درجة حرارة الغرفة. تكشف النتائج أيضًا أن مجموعتي CunV و CunAu لهما أكبر حساسية تجاه جزيء HCOOH مقارنةً بالمجموعات الأخرى، مما يشير إلى أنه يمكن اقتراح المجموعتين كمجموعات عالية الأداء للكشف عن جزيء HCOOH.Translated Description (French)
La stabilité, les propriétés électroniques et magnétiques des nanoclusters Cun + 1 et CunM (M = Co, Mn, Pd, Au et V ; n = 3–8) ont été étudiées en utilisant le niveau de théorie PW91PW91/LANL2DZ/-311G (d,p). La sensibilité électronique de ces clusters vis-à-vis de l'acide formique (AF) a également été évaluée. Les résultats obtenus montrent que le dopage du Cun + 1 par l'atome de Co, Mn, Pd, Au ou V a fortement altéré leurs propriétés électroniques. L'interaction de la molécule HCOOH sur les clusters CunM montre que le site d'adsorption le plus favorable pour la molécule est le dopant de l'atome métallique, et les énergies d'adsorption calculées (Eads) vont de −113,4 à −436,0 kJ mol−1, indiquant une grande chimisorption entre les deux espèces. Les valeurs de ΔH et ΔG des complexes formés par l'adsorption du HCOOH sur les clusters CunM se révèlent négatives, indiquant que le processus d'adsorption est considéré comme exothermique et thermodynamiquement réalisable à température ambiante. Les résultats révèlent également que les clusters CunV et CunAu ont la plus grande sensibilité vis-à-vis de la molécule HCOOH par rapport aux autres clusters, suggérant que les deux clusters pourraient être proposés comme des clusters performants pour la détection de la molécule HCOOH.Translated Description (Spanish)
Las propiedades de estabilidad, electrónicas y magnéticas de los nanoclusters Cun + 1 y CunM (M = Co, Mn, Pd, Au y V; n = 3–8) se investigaron utilizando el nivel teórico PW91PW91/LANL2DZ/-311G (d,p). También se ha evaluado la sensibilidad electrónica de estos grupos hacia el ácido fórmico (FA). Los resultados obtenidos muestran que el dopaje del CUN + 1 con átomo de Co, Mn, Pd, Au o V ha alterado fuertemente sus propiedades electrónicas. La interacción de la molécula de HCOOH sobre los grupos de CunM muestra que el sitio de adsorción más favorable para la molécula es el dopante de átomo metálico, y las energías de adsorción calculadas (Eads) varían de -113,4 a -436,0 kJ mol-1, lo que indica una gran quimisorción entre ambas especies. Se encuentra que los valores de ΔH y ΔG de los complejos formados por la adsorción del HCOOH en los grupos CunM son negativos, lo que indica que el proceso de adsorción se considera exotérmico y termodinámicamente realizable a temperatura ambiente. Los resultados también revelan que los grupos CunV y CunAu tienen la mayor sensibilidad hacia la molécula de HCOOH en comparación con los otros grupos, lo que sugiere que los dos grupos podrían proponerse como grupos de alto rendimiento para la detección de la molécula de HCOOH.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الاستقرار والحساسية الإلكترونية لـ Cu <sub>n</sub> M (M = Co, Mn, Pd, Au and V; <i>n</i> = 3–8) nanoclusters تجاه جزيء HCOOH: دراسة حسابية
- Translated title (French)
- Stabilité et sensibilité électronique des nanoclusters Cu <sub>n</sub> M (M = Co, Mn, Pd, Au et V ; <i>n</i> = 3–8) vis-à-vis de la molécule HCOOH : une étude computationnelle
- Translated title (Spanish)
- Estabilidad y sensibilidad electrónica de los nanogrupos de Cu <sub>n</sub> M (M = Co, Mn, Pd, Au y V; <i>n</i> = 3–8) hacia la molécula de HCOOH: un estudio computacional
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4385066498
- DOI
- 10.1080/00268976.2023.2237615
References
- https://openalex.org/W1811480164
- https://openalex.org/W1966182479
- https://openalex.org/W1970615829
- https://openalex.org/W1971599546
- https://openalex.org/W1982848319
- https://openalex.org/W1990742576
- https://openalex.org/W2005182311
- https://openalex.org/W2009959198
- https://openalex.org/W2012155103
- https://openalex.org/W2017553684
- https://openalex.org/W2038343164
- https://openalex.org/W2052095256
- https://openalex.org/W2059870459
- https://openalex.org/W2064303352
- https://openalex.org/W2067356582
- https://openalex.org/W2068617439
- https://openalex.org/W2084335262
- https://openalex.org/W2086091225
- https://openalex.org/W2106750554
- https://openalex.org/W2107491558
- https://openalex.org/W2140012705
- https://openalex.org/W2149543315
- https://openalex.org/W2160086456
- https://openalex.org/W2162135012
- https://openalex.org/W2166587353
- https://openalex.org/W2535004157
- https://openalex.org/W2560989997
- https://openalex.org/W2591006827
- https://openalex.org/W2761469968
- https://openalex.org/W2791440569
- https://openalex.org/W2893659610
- https://openalex.org/W2947149687
- https://openalex.org/W2961348224
- https://openalex.org/W2963349607
- https://openalex.org/W3002843872
- https://openalex.org/W3036819560
- https://openalex.org/W3039071702
- https://openalex.org/W3043545304
- https://openalex.org/W3091804545
- https://openalex.org/W3092254520
- https://openalex.org/W3105982350
- https://openalex.org/W3114656972
- https://openalex.org/W3133877510
- https://openalex.org/W3178960756
- https://openalex.org/W3194918484
- https://openalex.org/W3206606417
- https://openalex.org/W4251093228
- https://openalex.org/W4282932726
- https://openalex.org/W4307345056
- https://openalex.org/W4321460061
- https://openalex.org/W4353002423