在由支持的Pt集群催化的二甲基乙烯燃烧中的结构要求和反应途径
Akio Ishikawa1, Matthew Neurock, Enrique Iglesia
1Department of Chemical Engineering, University of California, Berkeley, California 94720, USA.
在 (Pt) 集群上的二甲基乙烯 (DME) 的催化燃烧受到C-H键激活的限制. 反应速率受到氧气覆盖,集群大小和水抑制的影响,C-H激活是限制速度的步骤.
科学领域:
- 表面科学和催化剂.
- 化学动力学 化学动力学
- 计算化学是一种计算化学.
背景情况:
- 像二甲基以太 (DME) 这样的燃料的催化燃烧对于能源应用至关重要.
- 了解金属催化剂的基本反应步骤是优化燃烧过程的关键.
研究的目的:
- 阐明二甲基乙醇 (DME) 在 (Pt) 集群上的催化燃烧中基本步骤的同一性和可逆性.
- 使用实验和理论方法的组合来确定限制速度的步骤和反应机制.
主要方法:
- 结合同位素分析,动力学研究和密度函数理论 (DFT) 计算.
- 研究Pt集群上的基本步骤的反应能量和激活障碍.
- 分析氧气覆盖,DME压力和水对反应速率的影响.
主要成果:
- 在吸附的DME中,C-H键的激活是速度限制的步骤,形成甲氧甲基和基中间体.
- 反应速率对氧气覆盖,DME压力和水的存在都很敏感.
- 由于氧结合和空置度的差异,营业额随着Pt集群大小的增加而增加.
结论:
- 由于中间稳定性,C-H键激活步骤在动态上比C-O键激活更受青.
- 在Pt上的表面空隙对于DME化学吸收和随后的C-H激活至关重要.
- 水通过在活跃的表面部位强烈吸附而起抑制作用.
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