Investigation of oxygen formation from water at cobalt-oxo center by multi configurational quantum chemical methods
Kobalt-okso merkezinde sudan oksijen eldesinin çok konfigürasyonlu kuantum kimyasal metotlarla incelenmesi
- Tez No: 751251
- Danışmanlar: PROF. DR. YAVUZ DEDE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Enerji üretmek için suyun ayrıştırılmasının ticarileştirilmesi arayışında, suyun yükseltgenme tepkimesi çok dikkat çekmektedir. WOR mekanizmasını anlamak, yeni ve etkili katalizörler tasarlamamıza yardımcı olabilir. Kobalt oksitler, WOR için ilk keşfedilen heterojen katalizörlerden biridir. Suyun Yükseltgenme Katalizörleri arasında, kobalt bazlı mononükleer katalizörler, elektronik özellikleri ve yeryüzündeki bolluğu nedeniyle ilgi odağı olmuştur. Katalizördeki Co-O merkezi, reaksiyon merkezi olarak kabul edilir. Bu nedenle, bu merkezi doğru bir şekilde modellemek, mekanizmayı anlamak için önemlidir. Bu çalışmada, Co-O merkezini beş farklı kobalt bazlı mononükleer kompleksi ile karakterize edilmiştir. Co-O merkezinin hepsinde ortak özelliği, temel halin kuartet olması ve üç eşleşmemiş elektrona sahip olmasıdır. okso veya oksil kavramı tek başına Co-O merkezini tanımlamak için yeterli değildir, ancak Co-okso/oksil olarak tanımlanırsa sistem için daha iyi bir resim oluşturur. Bu çalışmada, bu ilginç elektronik parmak izinin O-O bağ oluşumunda önemli bir özellik olduğu gösterildi. Farklı moleküllerdeki Co-okso/oksil merkezi çalıştıktan sonra, O-O bağ oluşum adımının daha ayrıntılı bir incelemesi sürdürüldü. O-O bağ oluşumu, reaksiyon adımları arasında en yüksek enerji bariyerine sahiptir ve WOR için oldukça önemlidir. CASSCF yöntemlerini kullanarak H2O'nun Co-O merkezine yaklaşmasını incelendi. Bu çalışmada, O–O bağ oluşumunun geleneksel tek adımlı nükleofilik saldırı mekanizmasına bir alternatif önerdik. Şöyleki, elektron transferi gerçekleşmeden önce, nükleofilin (H2O) elektrofilik bölgeye (Co-O) yaklaşması elektronları ve orbitalleri deforme ederek yeni bir hal oluşturur, sonra O-O bağı oluşur.
Özet (Çeviri)
In the quest for commercialization of water splitting for energy related purposes, Water Oxidation Reaction (WOR) has gained significant attention. Understanding the mechanism of the WOR can help to design novel effective catalysts. Cobalt oxides were one of the first discovered heterogenous catalysts for WOR. Among water oxidation catalysts (WOCs), cobalt based mononuclear catalysts have been in center of interest due to their electronic features and to their abundance. The Co-O center in the catalyst is considered as the center of the reaction. Therefore, modelling it correctly is important for understanding the mechanism. In this study, the Co-O center was characterized by five different cobalt based mononuclear complexes. The common feature of all Co-O centers is that it exhibited three unpaired electrons in their ground quartet state. Neither oxo nor oxyl notion alone could describe it completely but rather a mix of them as Co-oxo/oxyl can give a better picture of the system. In this study, this interesting electronic fingerprint was shown to be a key feature in O-O bond formation. After studying the Co-oxo/oxyl center in different molecules, a more detailed study of the O-O bond formation step was performed. The O-O bond formation has the highest energy barrier between reaction steps and is very important for WOR. Using CASSCF methods the approaching of H2O fragment to the Co-O center was scanned. Herein, we suggest an alternative to the conventional single step nucleophilic attack mechanism of O-O bond formation. Interestingly, before the electron transfer is achieved, the approach of nucleophile (H2O moiety) to the electrophile region (Co-O Center) disturbs the orbitals and electrons, and forms a new state, then an O-O bond is formed.
Benzer Tezler
- Stronsiyum kobaltitin sentezi sırasında oluşan termal bozunma adımlarının incelenmesi ve ürünlerin karakterizasyonu
Investigation of thermal decomposition steps occurred during synthesis of strontium cobaltite and characterization of products
CEMAL ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM YUSUFOĞLU
- Effect of adsorbate interactions on catalytic reactivity: Elementary surface reactions on rhodium and cobalt
Başlık çevirisi yok
ALİ CAN KIZILKAYA
Doktora
İngilizce
2014
Metalurji MühendisliğiTechnische Universiteit EindhovenPROF. DR. J. W. NIEMANTSVERDRIET
- Identification of NOx species adsorbed on cobalt(II)-supported zirconia and sulfated zirconia and investigation of their reactivity toward methane
Kobalt(II) depolanmış zirkonyum ve zirkonyum sülfat üzerine adsorbe olmuş NOx moleküllerinin tanımlanması ve metan ile tepkimesinin araştırılması
AHMET SELİM VAKKASOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MARGARİTA KANTCHEVA
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile yeni ve özel alaşımların üretimi ve geliştirilmesi
Investigation of new and noble alloys productions by self-propagating high-temperature synthesis method
MURAT ALKAN
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN
- 4,4'-dıhydroxytetraphenylmethane köprülü yeni tip ftalosiyanin bileşiklerinin sentezi ve spektroanalitik karakterizasyonu
Synthesi̇s and characterization of ball-type metallophthalocyanines based on 4,4'-dihydroxytetraphenylmethane having catalytic specialty
ELVAN DOĞAN