전자 구조가 TiO₂ 표면에 흡착된 크기 선택성 Pd 클러스터의 반응성을 제어한다.

산화물 표면에 흡착된 서로 다른 크기의 금속 클러스터의 촉매 활성은 모델 촉매를 사용하여 체계적으로 탐구할 수 있다. 우리는 기체상에서 크기 선택된 Pd 클러스터(Pd(n), n = 1, 2, 4, 7, 10, 16, 20 및 25)가 루타일 TiO₂(110)에 증착되어 O₂와 CO의 온도 프로그램화 반응을 연구했다. X선 광전자 분광법은 Pd 3d 결합 에너지가 클러스터 크기에 따라 비모노토닉하게 변화하며, 이러한 변화가 CO 산화 활성의 강한 크기 변동과 상관관계가 있음을 보여주었다. 최종 상태 효과를 고려할 때, 낮은 활성은 예상보다 높은 Pd 3d 결합 에너지와 상관관계가 있으며, 이는 특히 안정한 원자가 전자 구조에 기인한다; TiO₂ 지지체에서 Pd 클러스터로의 전자 전이도 발생한다. 이온 산란 결과, 작은 클러스터가 표면에 단일층 섬을 형성하고 Pd10보다 큰 클러스터에 대해 두 번째 층의 형성이 시작됨을 보여준다.