Geri Dön

Catalytic partial oxidation of propylene on metal surfaces by means of quantum chemical methods

Propilenin metal yüzeyleri üzerinde kuantum kimyasal yöntemler kullanılarak katalitik kısmi oksidasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 269536
  2. Yazar: ALİ CAN KIZILKAYA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. IŞIK ÖNAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 119

Özet

Propilenin, doğrudan, gaz fazındaki kısmi oksidasyon tepkimeleri periyodik Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (YFT) ile Ru-Cu(111) bimetalik ve Cu(111) metalik yüzeylerini temsil eden model levhalar üzerinde gerçekleştirilmiştir.Ru-Cu(111) yüzeyi alttaki Ru(0001) yüzeyini tamamen örten bir Cu(111) tekkatmanı olarak modellenmiştir. Katalitik etkinlik genel olarak kabul görmüş oksimetalikdöngü mekanizmasını izleyerek değerlendirilmiştir.Ru-Cu(111) yüzeyinin, Cu(111) üzerindeki propilen oksimetalikdöngüsü (OMMP) oluşumu için 0.75 eV ve allilik hidrojen çıkarımı için 0.83 eV etkinleştirme bariyerlerine kıyasla, OMMP oluşumu için daha yüksek (0.92 eV) ve allilik hidrojen çıkarımı icin daha düşük (0.48 eV) bariyere sahip olduğu ve bu nedenle incelenmiş olan modeller ve mekanizmaya dayanılarak propilen oksit üretimi icin başarısız olduğu gösterilmiştir. Ru-Cu(111) yüzeyinin seçici bir şekilde propilen oksit oluşumunu katalizleme yetersizliği gözlemini analiz etmek için, bir Lewis asidi sondası olan SO2 oksijenlenmiş Cu(111) ve Ru-Cu(111) yüzeyleri üzerinde adsorbe edilmiş ve iki system üzerindeki, yüzey üzerinde kemisorplanmış oksijenin bazikliğinin bir ölçüsü olan, bağlanma enerjileri karşılaştırılmıştır.Sonuç olarak, Ru-Cu(111) yüzeyinin propilen oksit oluşumunu seçici olarak katalizlemedeki bu yetersizliğinin nedeni Ru-Cu(111) üzerinde adsorbe olmuş oksijenin Cu(111) yüzeyi üzerindeki oksijene kıyasla daha bazik olmasına bağlanmıştır. Sonuçlar hem propilen epoksidasyonu ile ilgili en son yayınlarla hem de Ru-Cu katalizörlerinin yapısı hakkındaki önceki yayınlarla tutarlıdır.

Özet (Çeviri)

Direct, gas phase propylene epoxidation reactions are carried out on model slabs representing Ru-Cu(111) bimetallic and Cu(111) metallic catalyst surfaces with periodic Density Functional Theory (DFT) calculations.Ru-Cu(111) surface is modelled as a Cu(111) monolayer totally covering the surface of Ru(0001) surface underneath. The catalytic activity is evaluated following the generally accepted oxametallacycle mechanism.It is shown that the Ru-Cu(111) surface has a lower energy barrier (0.48 eV) for the stripping of the allylic hydrogen of propylene and a higher energy barrier (0.92 eV) towards propylene oxametallacycle (OMMP) formation compared to 0.75 eV barrier for OMMP formation and 0.83 eV barrier for allylic hydrogen stripping on Cu(111), and thus ineffective for propylene oxide production based on the investigated models and mechanism. In order to analyze the observed inability of the Ru-Cu(111) surface to selectively catalyze propylene oxide formation, a Lewis acid probe, SO2, was adsorbed on the oxygenated Cu(111) and Ru-Cu(111) surfaces and the binding energies, a measure of the basicity of the chemisorbed oxygen on the surfaces, on two systems are compared.As a conclusion, the reason behind this ineffectiveness of the Ru-Cu(111) surface for selectively catalyzing propylene epoxidation is related to the higher basicity of the atomic oxygen adsorbed on Ru-Cu(111) compared to the oxygen on Cu(111). The results are consistent both with recent publications about propylene epoxidation and previous studies performed about the structure of Ru-Cu catalysts.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    383333

    Propylene epoxidation on CuO and Li promoted cuo catalysts: A density functional theory study

    Propilen epoksidasyonunun bakır oksit ve lityum içeren bakır oksit katalizörleri üzerinde yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile incelenmesi

    MİRAY GEZER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. IŞIK ÖNAL

  2. Tez No

    305821

    Gold supported on tungstated zirconia: Synthesis, characterization and in situ FT-IR investigation of NOx+C3H6 surface reactions

    Tungstenlenmiş zirkoniya destekli altın: Sentez, niteleme ve NOx+C3H6 yüzey tepkimelerin yerinde FT-IR ile incelenmesi

    SERDAR MAMETSHERİPOV

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Kimya Bölümü

    DOÇ. DR. MARGARİTA KANTCHEVA

  3. Tez No

    255977

    Preparation and characterization of niobia-containing solid acid

    Niyobya içeren katı asitlerin sentezlenmesi ve katarakterizasyonu

    İLKNUR ÇAYIRTEPE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MARGARİTA KANTCHEVA

  4. Tez No

    76078

    Catalytic partial oxidation of methane

    Metanın katalitik kısmi oksidasyonu

    ŞÜKRÜ ÖZTÜRK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. IŞIK ÖNAL

  5. Tez No

    93073

    Catalytic partial oxidation of methane to formaldehyde

    Metanın formaldehit'e kısmi katalitik oksitlenmesi

    BARIŞ AKBULUT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2000

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. IŞIK ÖNAL

Geri Dön