بررسی محاسباتی هیدروژناسیون مونوکسیدکربن برروی سطح کاتالیستی (001) کوارتز آلفا بااستفاده‌از نظریۀ تابعی چگالی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری شیمی کاربردی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 کارشناسی ارشد شیمی کاربردی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 استادیار شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

4 استاد شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

doi
10.22034/ijche.2024.414711.1348
چکیده

افزایش تقاضا برای دست‌یابی به سوخت‌های پاک و محصولات مفید، علاقه‌به یافتن کاتالیست‌های فعال و انتخابی را- برای تبدیل مونوکسید کربن به محصولات مطلوب- ایجاد کرد. فرایند هیدروژناسیون کربن مونوکسید اغلب بااستفاده‌از کاتالیست‌هایی به زنجیره‌های هیدروکربنی مایع پلیمریزه می‌شود. در این پژوهش، محاسبات تئوری تابعی چگالی (DFT) برای بررسی سازوکار واکنش سنتز فیشر- تروپش برروی سطح کاتالیستی سیلیکا استفاده شده‌است. سیلسیم دی‌اکسید به‌عنوان ماده‌ای کاتالیزوری شناخته می‌شود که می‌تواند سطحی مناسب برای هیدروژنه‌کردن مولکول مونوکسید کربن و درنتیجه، کم‌شدن میزان آلاینده‌های موجود در هواکره باشد. به‌همین دلیل، دراین مطالعه به بررسی محاسبات ترمودینامیکی کلیۀ واکنش‌های مربوط‌ به هیدروژناسیون مونوکسیدکربن برروی پایدارترین حالت سیلیکا (کوارتز آلفا) به‌عنوان کاتالیزور و تبدیل آن به محصولات کاربردی‌تر مانند متانول و متان پرداخته‌شد. پس‌از بررسی مسیرهای تولید متانول و متان، مشخص شد که تولید متانول گرمازا و مرحلۀ تولید  COHدر آن، به‌عنوان مرحلۀ تعیین‌کنندۀ سرعت است و در مورد مسیر متان نیز که فرایندی گرماگیر است، مرحلۀ CH+H مرحلۀ تعیین‌کنندۀ سرعت است؛ نتایج نشان می‌دهد که تشکیل متانول درمقایسه‌با دیگر محصولات مطلوب‌تر است.