بررسي نظري كارايي كاتاليست تك اتمي موليبدن و دو اتمي موليبدن - نيكل روي بستر گرافاين بر واكنش توليد هيدروژن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش با قراردادن تك اتم موليبدن و تك اتم¬هاي موليبدن و نيكل با چندگانگي اسپين مختلف روي بستر گرافاين بهينه شده در دو جايگاه: جايگاه c در بالاي مركز و جايگاه eدر وسط حلقه¬هاي مثلثي شكل موجود در كناره‌هاي گرافاين، كاتاليست¬هاي تك اتمي و دو اتمي طراحي شدند. سپس كارايي اين دو كاتاليست به‌عنوان كاتاليست¬هايي با عملكرد بالا و مقرون‌به‌صرفه در فرايند HER به‌صورت نظري مورد بررسي قرار گرفت. به‌منظور يافتن پايدارترين ساختار، محاسبات بهينه‌سازي براي تمامي ساختارها با روش M06-2X و مجموعه پايه def 2SV انجام شد. در ادامه، با توجه به داده¬هاي مربوط به انرژي جذب، پارامترهاي ساختاري، انرژي اوربيتال¬هاي مولكولي و پارامترهاي واكنش¬پذيري استخراج شده از ساختارهاي بهينه شده، ميزان پايداري و تفاوت انرژي ساختارها مورد مقايسه و بررسي قرار گرفت. همچنين محاسبات NBO به‌منظور يافتن قوي¬ترين انرژي اغتشاش مرتبه دوم (E2) برهم¬كنش¬ها و انتقالات اوربيتال-هاي دهنده و پذيرنده الكترون و محاسبات حلال به‌منظور بررسي پايداري و كارايي ساختارها در حلال¬هاي آب و متانول نيز براي ساختارهاي بهينه شده انجام شد. نتايج به‌دست‌آمده نشان داد در كاتاليست‌هاي تك اتمي و دو اتمي، هنگامي كه اتم موليبدن و اتم‌هاي موليبدن - نيكل با چندگانگي اسپين 3 در جايگاهe گرافاين قرار گيرند يعني ساختارهاي gm-e-m3 و gmn-e-m3 پايدارترين ساختارها هستند. در نتيجه، مكانيسم HER روي بستر اين دو كاتاليست منتخب مورد تحليل و بررسي قرار گرفت. با توجه به نتايج به‌دست‌آمده و مقايسه بين كاتاليست تك اتمي موليبدن و كاتاليست دو اتمي موليبدن - نيكل، مشخص شد كاتاليست دو اتمي موليبدن - نيكل در مكانيسم HER در هر دو فاز گازي و حلال از عملكرد مطلوب¬تري برخوردار است.

225929

آلي

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان