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dc.creatorCardoso, Günther Luft
dc.date.accessioned2018-07-26T19:03:11Z
dc.date.available2018-07-26T19:03:11Z
dc.date.issued2017-07-31
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/13929
dc.description.abstractIn this work, we studied the interaction of Au34 gold cluster with different two-dimensional materials. Au clusters, differently of their macroscopic form, are chemically reactive. Their use requires substrates. The two-dimensional materials chosen as substrates were graphene, tungsten diselenide and boron nitride. Besides this, we studied the interaction of Au34 cluster with defective graphene (vacancy) and tiophenol functionalized graphene. These materials were chosen due the differences among their physical properties, and the facility one can obtain monolayers out of these materials. The tiophenol functionalized graphene were utilized because it is experimentally verified that this material is a good catalyst, and it is efficient to anchor gold clusters, avoiding them to agglomerate in aggregates with lower surface/volume ratio, fact that diminishes the efficiency of chemical reactions that needs catalysts. The gold cluster chosen possess 34 atoms because this is one of the magical numbers for cluster of this element. The most stable configuration for this gold cluster has C3 symmetry, with diameter around of 0.8 nm. All calculations were performed using the density functional theory with the gradient generalized approximation for the exchange and correlation functional, as implemented in the code VASP. We determined the bond energies, structural distortions and charge exchange between the interacting systems and analyzed the electronic structures through their density of states. Our results indicates that the gold cluster practically don’t interact with the graphene and boron nitride sheets. The interactions of cluster with tiophenol funcionalized graphene and tungsten diselenide showed higher bond energies, while the interactions with defective graphene showed intermediate bond energy. The active sites for electrophilic and nucleophilic reactions are localized in the gold atoms, with active sites in the substrate being inactive due steric hindrance. The chemically active systems, with the gold clusters attached in the substrate and amphoteric behavior presents different values of energy gap, allowing their use in different chemical environments.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectClusterpor
dc.subjectMateriais bidimensionaispor
dc.subjectEnergia de ligaçãopor
dc.subjectCatálisepor
dc.subjectClustereng
dc.subjectBidimensional materialeng
dc.subjectBond energyeng
dc.subjectCatalysiseng
dc.titleAdsorção de cluster de ouro em materiais bidimensionaispor
dc.title.alternativeAdsorbtion of gold gluster in two-dimensional materials.eng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoNeste trabalho estudamos a interação do cluster de ouro Au34 com diferentes materiais bidimensionais. Clusters de Au, diferentemente do seu comportamento na forma macroscópica, são reativos quimicamente. Sua utilização requer a deposição em substratos. Os materiais bidimensionais escolhidos como substrato foram o grafeno, o disseleneto de tungstênio e o nitreto de boro. Além disto, estudamos a interação do cluster de Au34 com o grafeno com defeito (vacância) e o grafeno funcionalizado por tiofenol. Estes materiais foram escolhidos devido às diferenças entre as suas propriedades físicas e, sobretudo, na facilidade em que se pode obter monocamadas destes materiais. O grafeno funcionalizado por tiofenol foi utilizado pois verifica-se experimentalmente que este material é um bom catalisador, e é eficiente em ancorar os clusters de ouro, evitando a aglomeração destes em agregados de menor razão superfície/volume, o que diminui a eficiência das reações químicas que necessitam catalisador. O cluster de ouro escolhido possui 34 átomos pois este é um dos números mágicos para clusters deste elemento. A configuração mais estável para este cluster de ouro possui simetria C3, com o diâmetro em torno de 0,8 nm. Todos os cálculos foram feitos utilizando a teoria do funcional da densidade dentro da aproximação do gradiente generalizado para o funcional de troca e correlação, como implementado no programa computacional VASP. Determinamos as energias de ligação, as distorções estruturais, as trocas de carga entre os sistemas interagentes e analisamos as estruturas eletrônicas através das densidades de estados. Nossos resultados indicam que o cluster de ouro praticamente não interage com as folhas de grafeno e nitreto de boro. As interações do cluster com o grafeno funcionalizado por tiofenol e com o disseleneto de tungstênio mostraram as maiores energias de ligação, enquanto a interação com o grafeno com defeito (vacância) apresenta uma energia de ligação intermediária. Os sítios ativos para as reações eletrofílicas e nucleofílicas estão localizados nos átomos de ouro, com os sítios ativos no substrato sendo inativados por impedimentos estéricos. Os sistemas quimicamente ativos, com os clusters de ouro fixados no substrato e um comportamento anfotérico, apresentam diferentes valores de gap de energia, permitindo a sua utilização em diferentes ambientes químicos.por
dc.contributor.advisor1Piquini, Paulo Cesar
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4496249071363237por
dc.contributor.referee1Dorneles, Lucio Strazzabosco
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7244173039310066por
dc.contributor.referee2Santos, Cláudia Lange dos
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8097034095042937por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3054558744787074por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentFísicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Físicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Naturais e Exataspor


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