Stability and Reversible Oxidation of Sub-Nanometric Cu5 Metal Clusters: Integrated Experimental Study and Theoretical Modeling
- Autores
- Buceta, David; Huseyinova, Shahana; Cuerva, Miguel; Lozano, Héctor; Giovanetti, Lisandro Jose; Ramallo Lopez, Jose Martin; López Caballero, Patricia; Zanchet, Alexandre; Mitrushchenkov, Alexander O.; Hauser, Andreas W.; Barone, Giampaolo; Huck Iriart, Cristián; Escudero, Carlos; Hernández Garrido, Juan Carlos; Calvino, José Juan; López Haro, Miguel; de Lara Castells, María Pilar; Requejo, Felix Gregorio; López Quintela, Arturo
- Año de publicación
- 2023
- Idioma
- inglés
- Tipo de recurso
- artículo
- Estado
- versión publicada
- Descripción
- Sub-nanometer metal clusters have special physical and chemical properties, significantly different from those of nanoparticles. However, there is a major concern about their thermal stability and susceptibility to oxidation. In situ X-ray Absorption spectroscopy and Near Ambient Pressure X-ray Photoelectron spectroscopy results reveal that supported Cu5 clusters are resistant to irreversible oxidation at least up to 773 K, even in the presence of 0.15 mbar of oxygen. These experimental findings can be formally described by a theoretical model which combines dispersion-corrected DFT and first principles thermochemistry revealing that most of the adsorbed O2 molecules are transformed into superoxo and peroxo species by an interplay of collective charge transfer within the network of Cu atoms and large amplitude “breathing” motions. A chemical phase diagram for Cu oxidation states of the Cu5-oxygen system is presented, clearly different from the already known bulk and nano-structured chemistry of Cu.
Fil: Buceta, David. Universidad de Santiago de Compostela; España
Fil: Huseyinova, Shahana. Universidad de Santiago de Compostela; España
Fil: Cuerva, Miguel. Universidad de Santiago de Compostela; España
Fil: Lozano, Héctor. Universidad de Santiago de Compostela; España
Fil: Giovanetti, Lisandro Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: Ramallo Lopez, Jose Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: López Caballero, Patricia. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: Zanchet, Alexandre. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: Mitrushchenkov, Alexander O.. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia
Fil: Hauser, Andreas W.. Graz University Of Technology.; Austria
Fil: Barone, Giampaolo. Università degli Studi di Palermo; Italia
Fil: Huck Iriart, Cristián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina. ALBA Synchrotron Light Source; Francia. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina
Fil: Escudero, Carlos. ALBA Synchrotron Light Source; Francia
Fil: Hernández Garrido, Juan Carlos. Universidad de Cádiz; España
Fil: Calvino, José Juan. Universidad de Cádiz; España
Fil: López Haro, Miguel. Universidad de Cádiz; España
Fil: de Lara Castells, María Pilar. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: Requejo, Felix Gregorio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
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