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J-GLOBAL ID：201902242868474085   整理番号：19A1887955

アルカリ金属酸化物上のメタンC-H結合活性化への理論的洞察【JST・京大機械翻訳】

Theoretical Insights into Methane C-H Bond Activation on Alkaline Metal Oxides

著者 (5件)： Aljama Hassan (SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis, Department of Chemical Engineering, Stanford University, California, United States) ,  Norskov Jens K. (SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis, Department of Chemical Engineering, Stanford University, California, United States) ,  Norskov Jens K. (SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis, SLAC National Accelerator Laboratory, California, United States) ,  Abild-Pedersen Frank (SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis, Department of Chemical Engineering, Stanford University, California, United States) ,  Abild-Pedersen Frank (SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis, SLAC National Accelerator Laboratory, California, United States)
資料名： Journal of Physical Chemistry C  (Journal of Physical Chemistry C)
巻： 121  号： 30  ページ： 16440-16446  発行年： 2017年 
JST資料番号： W1877A  ISSN： 1932-7447  CODEN： JPCCCK  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： 本研究では,メタン中のC-H結合の活性化におけるアルカリ金属酸化物(AMO)(MgO,CaO,SrO)の役割を調べた。密度汎関数理論(DFT)とミクロ速度論モデリングを用いて,メタン中のC-H結合を破壊し,C_2生成物を生成する前に前駆体であるメチルラジカルを生成する触媒素段階を研究した。テラスとステップサイトを調べることにより,AMOの触媒活性に及ぼす表面形状の影響を調べた。メタンの活性化過程はAMOの構造に強く依存することを観測した。AMO表面をアルカリ金属でドープすると,遷移状態(TS)構造はメチルラジカル様挙動を示し,メチルラジカルはAMO表面と弱く相互作用した。この場合,TSエネルギーは水素結合エネルギーに比例する。純粋なAMOにおいて,TSは表面上の金属原子だけでなくAMO表面酸素と相互作用し,その結果,TSエネルギーは水素とメチルの結合エネルギーによりスケールした。平均場微小運動モデルを用いてAMOの活性を調べた。結果は,テラスサイトがMgO(100)を除いて類似の触媒活性を持つことを示した。ステップサイトは水素をより強く結合し,それらをより活性にし,以前に報告された実験結果を確認した。2つの記述子を持つ火山プロットを用いてAMOの触媒活性をマップした:メチルと水素結合エネルギー,後者はより重要な記述子である。ミクロ速度論モデルの結果は,C-H結合解離が必ずしも律速段階ではないことを示唆した。弱い水素結合では,反応はC-H結合活性化により制限された。強い水素結合では,反応は活性部位の被毒により制限される。塩基度が増加するとAMOの活性が増加することを見出した。最後に,開発したミクロ速度論モデルは水素結合エネルギーの簡単な計算を用いて改良触媒のスクリーニングを可能にした。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 水素 ,  エネルギー ,  密度汎関数法 ,  結合エネルギー ,  活性部位 ,  中毒 ,  *アルカリ金属 ,  触媒活性 ,  触媒 ,  *C-H結合 ,  速度論 ,  モデリング ,  水素結合 ,  アルキルラジカル ,  アルカン

分類 (2件)： その他の触媒  (CB06123Z) ,  吸着の電子論  (CB12042Y)

物質索引 (2件)： メチルラジカル ,  メタン

タイトルに関連する用語 (7件)： アルカリ ,  金属酸化物 ,  メタン ,  C-H結合 ,  活性化 ,  理論 ,  洞察