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J-GLOBAL ID：202202273082160077   整理番号：22A0974281

水相におけるPt(111)上の有機物の吸着の理解:DFTに基づく暗黙溶媒と統計熱力学モデルからの洞察【JST・京大機械翻訳】

Understanding Adsorption of Organics on Pt(111) in the Aqueous Phase: Insights from DFT Based Implicit Solvent and Statistical Thermodynamics Models

著者 (5件)： Bramley Gabriel A. (School of Chemistry, University of Southampton, U.K.) ,  Nguyen Manh-Thuong (Physical Sciences Division, Pacific Northwest National Laboratory, Washington, United States) ,  Glezakou Vassiliki-Alexandra (Physical Sciences Division, Pacific Northwest National Laboratory, Washington, United States) ,  Rousseau Roger (Physical Sciences Division, Pacific Northwest National Laboratory, Washington, United States) ,  Skylaris Chris-Kriton (School of Chemistry, University of Southampton, U.K.)
資料名： Journal of Chemical Theory and Computation  (Journal of Chemical Theory and Computation)
巻： 18  号： 3  ページ： 1849-1861  発行年： 2022年 
JST資料番号： W2328A  ISSN： 1549-9618  CODEN： JCTCCE  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： 水相中の有機物の吸着は測定が困難な領域であり,一方,計算技術は溶媒と吸着質の広範な立体配置サンプリングを必要とする。これは,その日常使用を除外する,計算上要求を超過している。陰溶媒を代わりに適用すれば,これは溶媒の立体配置サンプリングを必要としないので計算コストを劇的に低減する。ここでは,統計的熱力学的議論と陰溶媒モデルを用いたDFT計算を用いて,小さな有機物に対する水相(ΔG_adssolvとΔS_adssolv)における吸着の自由エネルギーとエントロピー変化に対する半定量的値を,被覆率の範囲に対して計算できることを示した。(111)ファセットで単一Pt原子に対する溶媒和の近似自由エネルギーに軟球ベース溶質誘電体空洞をパラメータ化し,水性金属界面での水のエントロピー(ΔG_solv(Pt)=-4.35から-7.18kJ/mol)に基づいて上限と下限を形成した。これは,真空相(ΔG_adsvac)における吸着の自由エネルギーと比較してΔG_adssolvの減少を捕捉し,一方,電子密度に基づく空洞を有する溶媒モデルは,そうではない。酸素化芳香族化合物の範囲に対して,水平気相構造を用いた吸着エネルギーは,約100kJ mol-1による実験と比較してΔG_adssolvをかなり過大評価したが,それらは類似の形状を用いたab initio MDシミュレーションと一致した。これは,含酸素芳香族化合物が金属表面に垂直に吸着し,一方,フルフラールとシクロヘキサノールの垂直形状に対するΔG_adssolvは20kJ/molの実験研究と一致することを示した。提案した技法は,溶媒和金属表面上の吸着エネルギーの検証と予測のための安価なツールセットを提供し,これは,吸着の水性エントロピー/フリーエネルギーに対するさらなる実験的測定の将来のアベイラビリティによってさらに検証できた。Copyright 2022 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： 自由エネルギー ,  エントロピー ,  界面 ,  *吸着 ,  シミュレーション ,  *白金 ,  *溶媒 ,  溶媒和 ,  芳香族化合物 ,  標本抽出 ,  アベイラビリティ ,  *モデル ,  溶質 ,  ファセット ,  密度汎関数法

分類 (5件)： 分子間相互作用  (BH07020P) ,  分子の立体配置・配座  (BH05022J) ,  分子構造  (EB03020Y) ,  物理化学一般  (CB01010X) ,  溶液論一般  (CB05010Z)

タイトルに関連する用語 (10件)： 水相 ,  Pt ,  有機物 ,  吸着 ,  理解 ,  DFT ,  溶媒 ,  統計熱力学 ,  モデル ,  洞察