El mecanismo dual de hidrógeno subterráneo (2H') para la hidrogenación de etileno en Pd

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la superficie
• La cinética química
• Catálisis

Sus antecedentes:

• El marco de Horiuti-Polanyi es un modelo clave para las reacciones de superficie.
• Los modelos existentes como el Langmuir-Hinshelwood tienen limitaciones, particularmente para el intercambio H2-D2.
• El hidrógeno subterráneo (H) juega un papel en la activación de reacciones superficiales en el paladio.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un modelo microkinético para la hidrogenación de etileno en Pd que incluya hidrógeno subterráneo.
• Ampliar el marco de Horiuti-Polanyi con un mecanismo de hidrógeno subterráneo dual (2H).
• Validar el mecanismo 2H con datos experimentales para la hidrogenación del etileno en Pd.

Principales métodos:

• Desarrolló un modelo microkinético basado en el marco de Horiuti-Polanyi.
• Incorpora el mecanismo de hidrógeno subterráneo dual (2H) para tener en cuenta el hidrógeno subterráneo.
• Las predicciones del modelo comparadas con los resultados experimentales para la hidrogenación de etileno en películas de aleación dispersa de composición AgxPd1-x (CSAF).

Principales resultados:

• El mecanismo 2H predijo con precisión el orden de reacción en H2 para la hidrogenación de etileno (0,69 ± 0,18).
• Se estima que la constante de velocidad de hidrogenación efectiva (k_eff) está entre 10^10 y 10^14 mol/m^2/seg.
• Se ha determinado que la energía de adsorción de etileno es de aproximadamente 10 kJ/mol.

Conclusiones:

• El mecanismo de hidrógeno subterráneo dual (2H) proporciona una representación precisa de la hidrogenación del etileno en Pd.
• Teniendo en cuenta el hidrógeno subterráneo es crucial para el modelado preciso de las reacciones superficiales en catalizadores a base de paladio.
• El mecanismo 2H ofrece un marco más sólido para comprender procesos catalíticos complejos.