Quantum chemical simulation of nitric oxide reduction by ammonia (SCR reaction) on V2O5/TiO2 catalyst surface
Nitrik oksitin amonyak ile V2O5/TiO2 katalizör yüzeyi üzerinde seçici katalitik indirgenmesi reaksiyonunun kuantum kimyasal simülasyonu
- Tez No: 166839
- Danışmanlar: PROF. DR. IŞIK ÖNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Seçici Katalitik İndirgenme (SCR), NO indirgenmesi, NH3, Kuantum Kimyasal Hesaplamalar, Elektron Yoğunluk Teorisi (DFT), V2O5, TİO2. vıı, Selective Catalytic Reduction, SCR, NO Reduction, NH3, Quantum Chemical Calculations, Density Functional Theory, DFT, V2O5, TİO2
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 204
Özet
oz NİTRİK OKSİTİN AMONYAK İLE V205 / Tİ02 KATALİZÖR YÜZEYİ ÜZERİNDE SEÇİCİ KATALİTİK İNDİRGENMESİ REAKSİYONUNUN KUANTUM KİMYASAL SİMÜLASYONU Soyer, Sezen Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Işık Önal Eylül 2005,186 sayfa Nitrik oksitin V2OgH8 atom kümesi ile temsil edilen (010) V2O5 yüzeyi üzerinde amonyak ile katalitik indirgenme reaksiyonu (SCR) elektron yoğunluk teorisi hesaplamaları ile simüle edilmiştir. Hesaplamalara göre SCR reaksiyonu üç temel kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda amonyağın Br0nsted asidik V-OH bölgesi üzerinde, aktivasyon bariyerine ihtiyaç duymayan bir prosesle, NTLf1" iyonu olarak adsorbe olduğu bulunmuştur. İkinci kısım, nitric oksitin NH2NO oluşturmak üzere NH4+ iyonu ile girdiği interaksiyondan ibarettir. Bu kısmın, aynı zamanda bütün SCR reaksiyonunun hız belirleyici adımı NH3NHO molekülünün oluştuğu adımdır. Son kısım ise NH2NO'nun atom kümesi üzerinde aktif V=0 ve V-OH bölgeleri ve adsorbe olan molekül arasında gerçekleşen hidrojen transferi mekanizmasına göre H20 ve N2'ye parçalanma adımlarından oluşmaktadır. Her ikisi de bazı yüzey atomları serbest bırakılmış ve bütün atomları sabit tutulmuş Ti209Hıo atom kümeleri ile temsil edilen (101) ve (001) anataz yüzeyleri üzerinde su ve amonyak adsorpsiyon ve parçalanma reaksiyonlari incelenmiştir. Parçalanma reaksiyonlarım takiben, su ve amonyağın daha önce üzerlerinde H20 vıve NH3 parçalanmış sistemler üzerine hidrojen bağlan ile adsorpsiyonu da ele alınmıştır. Bölgesel olarak atomlarının bir kısmı serbest bırakılmış olan (001) Tİ2O9H10 atom kümesi vasıtasıyla anataz destek malzemesinin SCR reaksiyonu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. NH2NO oluşumu Tİ2O9H10 atom kümesi üzerinde saf vanadia üzerindekine kıyasla çok daha düşük aktivasyon bariyerleri ile oluştuğundan, titanyum oksitin SCR reaksiyonundaki rolünün NH2NO oluşumunu vanadia yüzeyine kıyasla daha düşük aktivasyon bariyerleriyle temin etmek olduğu ileri sürülmektedir. Vanadyum oksitin reaksiyon üzerindeki rolü ise oluşan NH2NO'yu H2O ve N2'ye parçalamak açısından büyük önem taşımaktadır. Son olarak, vanadia/titania yüzeyini temsil eden V2TİO14H14 atom kümesi üzerinde amonyak adsorpsiyonu çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT QUANTUM CHEMICAL SIMULATION OF NITRIC OXIDE REDUCTION BY AMMONIA (SCR REACTION) ON V205 / Ti02 CATALYST SURFACE Soyer, Sezen M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Işık Önal September 2005, 186 pages The reaction mechanism for the selective catalytic reduction (SCR) of nitric oxide by ammonia on (010) V2O5 surface represented by a V2O9H8 cluster was simulated by density functional theory (DFT) calculations. The computations indicated that SCR reaction consisted of three main parts. In the first part ammonia activation on Bronsted acidic V-OH site as NH4+ species by a non- activated process takes place. The second part includes the interaction of NO with pre-adsorbed NH4+ species to eventually form nitrosamide (NH2NO). The rate limiting step for this part as well as for the total SCR reaction is identified as NH3NHO formation reaction. The last part consists of the decomposition of NH2NO on the cluster which takes advantage of a hydrogen transfer mechanism between the active V=0 and V-OH groups. Water and ammonia adsorption and dissociation are investigated on (101) and (001) anatase surfaces both represented by totally fixed and partially relaxed Tİ2O9H10 clusters. Adsorption of H2O and NH3 by H-bonding on previously H20 and NH3 dissociated systems are also considered. IVBy use of a (001) relaxed Ti2OgHio cluster, the role of anatase support on SCR reaction is investigated. Since NH2NO formation on Tİ2O9H10 cluster requires lower activation barriers than on V2O5 surface, it is proposed that the role of titanium dioxide on SCR reaction could be forming NH2NO. The role of vanadium oxide is crucial in terms of dissociating this product into H2O and N2. Finally, NH3 adsorption is studied on a V2TİO14H14 cluster which represents a model for vanadia/titania surface.
Benzer Tezler
- Quantum chemical simulation of NO reduction by ammonia (SCR reaction) on V2O5 catalyst surface
NO'un amonyak ile V2O5 katalist yüzeyi üzerinde indirgenmesinin kuantum kimyasal simülasyonu
ALPER UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIK ÖNAL
- Silisyum tek foton çığ fotodedektör (SPAD) tasarım ve benzetimi
Design and simulation of a silicon single photon avalanche photodiode (SPAD)
EMRE SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ TANGEL
- Investigation of biologically important small molecules: Quantum chemical and molecular dynamics calculations
Biyolojik öneme sahip küçük moleküllerin kuantum kimyasal ve moleküler dinamik hesaplamalarla incelenmesi
EMİNE DENİZ TEKİN
Doktora
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. SAKİR ERKOÇ
- Val-Met dipeptidinin moleküler mekanik ve kuantum kimyasal yöntemlerle konformasyon analizi
Conformation analysis of Val-Met dipeptide with molecular mechanical and quantum chemical methods
VOLKAN DURAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN ÖZEL
DOÇ. DR. SEFA ÇELİK
- Nano ölçekte talaş kaldırmanın simülasyonu
Simulation of nanoscale machining
KEREM BARTIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN ALTAN