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J-GLOBAL ID：201902244749281462   整理番号：19A1917168

銅上のCOおよびCO_2水素化からのメタノール合成の速度論を予測するための密度汎関数理論の精度【JST・京大機械翻訳】

Accuracy of Density Functional Theory for Predicting Kinetics of Methanol Synthesis from CO and CO₂ Hydrogenation on Copper

著者 (3件)： Tameh Maliheh Shaban (Department of Scientific Computing, Florida State University) ,  Dearden Albert K. (Department of Scientific Computing, Florida State University) ,  Huang Chen (Department of Scientific Computing and National High Magnetic Field Laboratory, Florida State University)
資料名： Journal of Physical Chemistry C  (Journal of Physical Chemistry C)
巻： 122  号： 31  ページ： 17942-17953  発行年： 2018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： 密度汎関数理論(DFT)は不均一触媒の研究に広く用いられている。しかし,DFTの予測力は交換相関(XC)汎関数で用いられる近似によって決定される。本研究では,DFTにより予測されたメタノール合成の動力学がXC汎関数の選択にどのように依存するかを系統的に調べた。3つのレベルの精度を表すXC汎関数で計算したGibbsエネルギーに基づいてミクロ速度論モデリングを行った。すなわち,Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE)汎関数,Heyd-Scuseria-Ernzerhof(HSE)ハイブリッド汎関数,ランダム位相近似(RPA)汎関数である。予測した動力学はXC汎関数の選択に強く依存することを示した。PBEとHSEによって予測されたメタノールのターンオーバ頻度はRPAからの予測より約30倍速い。PBEは,CO水素化の全体的障壁がCO2水素化のそれより0.56eV低いことを予測し,したがって,銅上のメタノール合成の炭素源としてのCOを示唆した。これは,工業的メタノール合成における炭素源としてCO2を担持した以前の同位体標識実験と矛盾する。従って,PBEは金属銅がCO2水素化の活性部位ではないことを示唆する。一方,HSEとRPAによって予測されたCO水素化の全体的障壁は,それぞれ0.22と0.14eVによるCO2水素化の全体的障壁より低い。これは,CO2水素化がメタノール生産に対しても競争力があり,金属銅がCO2水素化を触媒するための活性サイトである可能性を完全に除外できないことを示唆している。さらに,支配的な吸着質の予測もXC汎関数の選択に強く依存する。著者らの結果は,異なるXC汎関数がメタノール合成のための異なる動力学を予測できることを示し,メタノール合成をモデル化するためのDFTの精度に注意を向けた。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： *汎関数 ,  *予測 ,  *水素化 ,  二酸化炭素 ,  モデリング ,  触媒 ,  Gibbs自由エネルギー ,  *密度汎関数法 ,  *銅 ,  *速度論 ,  活性部位 ,  脂肪族アルコール
準シソーラス用語： 同位体標識 ,  炭素源 ,  *メタノール合成 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 不均一系触媒反応  (CB06100E) ,  酸化,還元  (CF02060T)

物質索引 (1件)： メタノール

タイトルに関連する用語 (7件)： 銅 ,  CO ,  水素化 ,  メタノール合成 ,  速度論 ,  予測 ,  密度汎関数理論