Anharmonicity and Confinement in Zeolites: Structure, Spectroscopy, and Adsorption Free Energy of Ethanol in H-ZSM-5

化学 吸附 分子 红外光谱学 非谐性 光谱学 沸石 分子动力学 物理化学 从头算 分子振动 质子化 计算化学 分析化学(期刊) 催化作用 有机化学 物理 离子 量子力学
作者
Konstantinos Alexopoulos,Mal‐Soon Lee,Yue Liu,Yuchun Zhi,Yuanshuai Liu,Marie‐Françoise Reyniers,Guy B Marin,Vassiliki‐Alexandra Glezakou,Roger J. Rousseau,Johannes A. Lercher
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:120 (13): 7172-7182 被引量:108
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.6b00923
摘要

To account for thermal and entropic effects caused by the dynamics of the motion of the reaction intermediates, ethanol adsorption on the Brønsted acid site of the H-ZSM-5 catalyst has been studied at different temperatures and ethanol loadings using ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations, infrared (IR) spectroscopy, and calorimetric measurements. At low temperatures ( T ≤ 400 K) and ethanol loading, a single ethanol molecule adsorbed in H-ZSM-5 forms a Zundel-like structure where the proton is equally shared between the oxygen of the zeolite and the oxygen of the alcohol. At higher ethanol loading, a second ethanol molecule helps to stabilize the protonated ethanol at all temperatures by acting as a solvating agent. The vibrational density of states (VDOS), as calculated from the AIMD simulations, are in excellent agreement with measured IR spectra for C 2 H 5 OH, C 2 H 5 OD, and C 2 D 5 OH isotopomers and support the existence of both monomers and dimers. A quasi-harmonic approximation (QHA), applied to the VDOS obtained from the AIMD simulations, provides estimates of adsorption free energy within ∼10 kJ/mol of the experimentally determined quantities, whereas the traditional approach, employing harmonic frequencies from a single ground state minimum, strongly overestimates the adsorption free energy by at least 20∼50 kJ/mol. This discrepancy is traced back to the inability of the harmonic approximation to represent the contributions to the vibrational motions of the ethanol molecule upon confinement in the zeolite.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Lancer发布了新的文献求助10
刚刚
Yang完成签到,获得积分10
1秒前
鱼湘完成签到,获得积分10
1秒前
独特的依云完成签到 ,获得积分10
1秒前
lululiya发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
乐乐笑语的应助被西柏采纳,获得10
2秒前
HQW完成签到 ,获得积分10
2秒前
宋toki发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
wqm发布了新的文献求助10
2秒前
Ava的应助被忧郁的怜珊采纳,获得10
3秒前
y2001发布了新的文献求助10
3秒前
星辰大海的应助被范忠坚采纳,获得10
4秒前
4秒前
JamesPei的应助被毛毛采纳,获得10
4秒前
英姑的应助被标致青雪采纳,获得10
4秒前
范范范完成签到,获得积分20
5秒前
Mic的应助被洁净的黑裤采纳,获得30
5秒前
大个的应助被didox39采纳,获得10
5秒前
longkunxin完成签到,获得积分10
5秒前
Luobing发布了新的文献求助10
5秒前
迎风映雪发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
研友_VZG7GZ的应助被重要的溪流采纳,获得10
8秒前
yeyeyeye完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Orange的应助被yuan采纳,获得10
9秒前
三金发布了新的文献求助10
9秒前
偶然847发布了新的文献求助10
10秒前
的DQ的完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Emma发布了新的文献求助10
10秒前
吴寿远123发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
AW发布了新的文献求助10
12秒前
LUYAO1完成签到 ,获得积分10
12秒前
老六发布了新的文献求助20
12秒前
深情元蝶发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8140024
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540498
关于积分的说明 21639945
捐赠科研通 7724118
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420975
关于科研通互助平台的介绍 2546178
邀请新用户注册赠送积分活动 2463037