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J-GLOBAL ID：201802266231026277   整理番号：18A0794032

Fe(001),Co(0001)及びNi(111)上のエチレングリコールの部分酸化の活性及び選択性の第一原理計算【JST・京大機械翻訳】

First-principles calculation of activity and selectivity of the partial oxidation of ethylene glycol on Fe(0 0 1), Co(0 0 0 1), and Ni(1 1 1)

著者 (9件)： Ozawa Nobuki (Institute for Materials Research, Tohoku University, 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai 980-8577, Japan) ,  Ozawa Nobuki (Fracture and Reliability Research Institute, Graduate School of Engineering, Tohoku University, 6-6-11 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai 980-8579, Japan) ,  Chieda Shigeki (Fracture and Reliability Research Institute, Graduate School of Engineering, Tohoku University, 6-6-11 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai 980-8579, Japan) ,  Higuchi Yuji (Institute for Materials Research, Tohoku University, 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai 980-8577, Japan) ,  Higuchi Yuji (Fracture and Reliability Research Institute, Graduate School of Engineering, Tohoku University, 6-6-11 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai 980-8579, Japan) ,  Takeguchi Tatsuya (Department of Chemistry and Bioengineering, Faculty of Engineering, Iwate University, 4-3-5 Ueda, Morioka 020-8551, Japan) ,  Yamauchi Miho (International Institute for Carbon Neutral Energy Research (WPI-I2CNER), Kyushu University, 744 Motooka, Nishi-ku, Fukuoka 819-0395, Japan) ,  Kubo Momoji (Institute for Materials Research, Tohoku University, 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai 980-8577, Japan) ,  Kubo Momoji (Fracture and Reliability Research Institute, Graduate School of Engineering, Tohoku University, 6-6-11 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai 980-8579, Japan)
資料名： Journal of Catalysis  (Journal of Catalysis)
巻： 361  ページ： 361-369  発行年： 2018年 
JST資料番号： H0480A  ISSN： 0021-9517  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： アルカリ燃料電池におけるエチレングリコール(HOCH_2CH_2OH)燃料をリサイクルするために,部分的に酸化されたHOCH_2CH_2OHのグリコール酸(HOCH_2C00H)とシュウ酸((C00H)_2)のための活性で選択的な触媒がアノードで必要である。言い換えると,HOCH_2CH_2OHのCO_2への完全酸化はエチレングリコールのリサイクルを妨げる。第一原理計算によりFe(001),Co(0001)及びNi(111)上のHOCH_2CH_2OHをHOCH_2C00Hに酸化する触媒活性及び選択性を調べた。著者らは,CO_2発生を避けるために,C=C結合解離なしで,HOCH_2CH_2OHからHOCH_2C00Hへの酸化反応経路を計算した。C=C結合解離を伴わないHOCH_2CH_2OHのHOCH_2C00Hへの部分酸化は以下のように進行した。HOCH_2CH_2OHのOH結合解離は,HOCH_2CH_2Oを生成する。HOCH_2CH_2OのCH結合解離は,HOCH_2CHOを生成した。HOCH_2CHOのCH結合解離は,HOCH_2COを生成する。そして,HOCH_2COへのOH添加は,HOCH_2C00Hを生成した。Fe(001)上でのHOCH_2CH_2OHのOH結合解離の活性化エネルギーとHOCH_2CH_2OとHOCH_2CHOのCH結合解離は,それぞれ20.2,22.8,35.2kcal/molであり,これらは3つの表面の中で最低であった。したがって,Fe(001)は最も活性である。選択性を決定するために,結合解離活性化エネルギーを比較した。Fe(001)(66.7および39.5kcal/mol)上のHOCH_2CH_2OHおよびHOCH_2CH_2OのCC結合解離の活性化エネルギーは,HOCH_2CH_2OHのOH結合解離およびHOCH_2CH_2O(22.8kcal/mol)のCH結合解離より高く,HOCH_2CH_2OのOH結合がFe(001)上の酸化中のCC結合解離の前に解離することを意味した。対照的に,HOCH_2CHO(それぞれ35.2及び32.8kcal/mol)のCH及びCC結合解離の活性化エネルギーは類似していた。したがって,CHとCC結合は,HOCH_2CHO酸化の間に解離する。Co(0001)とNi(111)に関して,HOCH_2CH_2OとHOCH_2CHOのCC結合解離のための活性化エネルギーは,それらのCH結合解離のためのそれらより低かった。したがって,Fe(001)は,HOCH_2CH_2OHのHOCH_2C00Hへの部分酸化のために,Co(0001)およびNi(111)より,より活性で選択的である。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： アノード ,  活性化エネルギー ,  *部分酸化 ,  触媒 ,  *酸化 ,  C-H結合 ,  触媒活性 ,  脂肪族アルコール ,  ジオール
準シソーラス用語： 完全酸化 ,  アルカリ燃料電池 ,  *第一原理計算 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 第一原理計算 ,  アルカリ燃料電池 ,  選択的酸化 ,  エチレングリコール ,  遷移金属表面

分類 (1件)： 貴金属触媒  (CB06122I)

物質索引 (1件)： エチレングリコール

タイトルに関連する用語 (7件)： Fe ,  CO ,  Ni ,  エチレングリコール ,  部分酸化 ,  活性 ,  第一原理計算