Computational quantum chemical study of oxidative dehydrogenation of propone to propylene
Propanın oksidotif dehidrojenosyon tepkimesi ile propilene dönüşümünün kuantum kimyasal hesap çalışmaları
- Tez No: 92993
- Danışmanlar: PROF. DR. IŞIK ÖNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Propanın oksidatif dehidrojenasyon reaksiyonu, Propilen, Yanampirik kuantum kimyasal hesaplamalar, B203, MOPAC-AM1, DFT, V205, Dehidrojenasyon, Kuantum kimyası, Oksitlenme, Propan, Oxidative Dehydrogenation of Propane, Propylene, Semiemprical Quantum Chemical Calculations, B203, y-Al203, MOP AC-AMI, DFT, V205 IV, Dehydrogenaration, Quantum chemistry, Oxidation, Propane
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
öz PROPANIN OKSİDATİF DEHİDROJENASYON TEPKİMESİ ELE PROPİLENE DÖNÜŞÜMÜNÜN KUANTUM KİMYASAL HESAP ÇALIŞMALARI Uzman, Nazlı Yüksek Mühendislik Tezi, Kimya Mühendisliği Danışman: Prof. Dr. Işık ÖNAL Aralık 2000, 154 sayfa B2O3 bazlı katalizör üzerinde propanın oksidatif dehidrojenasyon ile propilene dönüşümü reaksiyon döngüsü, yanamprik MOPAC-AM1 kuantum kimyası hesaplan ile teorik olarak simüle edilmiştir. Simulasyon sonuçlan propanın oksidatif dehidrojenasyon reaksiyonunun, propan molekülünden H atomunun kopup propil radikali oluşması ile başlayarak ardarda yedi adımdan oluştuğunu ve uç oksijen alanının bu reaksiyondan sorumlu olduğunu göstermiştir. Sırasıyla peroksi radikal ve hidroperoksi molekül oluşumlannın ikinci ve üçüncü adımlar olduğu bulunmuştur. Dördüncü adımda, OH radikali ve C-O-C köprüsü içeren bir organik kompleks oluşur. Reaksiyon beşinci adımda su molekülü oluşumu ile devam eder. Altıncı adımda C-O-C köprüsü kınlarak bir adet propilen ve CH3CHCH2OH* molekülü oluşturur. Reaksiyon mekanizması oksijenmolekülünün katalizör yüzeyindeki oksijen atomu üzerinde yeralan H atomu ile aktive olarak ikincil su ve propilen molekküllerini oluşturması ile sona erer. Aynı reaksiyon yolu, B2O3-AI2O3 katalizörü ile de çalışılmıştır. A1203 dayanak maddesinin önemli bir etkisi olmadığı gözlenerek, yalnızca B203 yüklemeleri için geniş yüzey alanı oluşturduğu sonucuna varılmıştır. V2O5 katalizörü için DFT hesaplan yapılmıştır. 3 değişik koordinasyonlu oksijen alanı içeren V602oHı2 katalizör yüzeyi simüle edilmiştir. Tek Nokta Enerji hesabı yapılmış, sistemin toplam enerjisi 7154,24 a.u. olarak bulunmuştur. Katalitik sistemlerin araştırılmasında kimyasal hesaplama yöntemlerinin uygulanması aktif alanlar hakkında önemli mekanistik bilgi sağladığı gibi bu tip ön hesapların pahalı deneysel katalizör çalışmalarına alternatif bir kılavuz olabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT COMPUTATIONAL QUANTUM CHEMICAL STUDY OF OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF PROPANE TO PROPYLENE Uzman, Nazlı M.S., Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Işık ÖNAL December 2000, 154 pages The reaction cycle for oxidative dehydrogenation of propane to propylene was simulated theoretically on a B2O3 cluster by means of semiemprical MOP AC- AMI quantum chemical calculations. The results of our simulations showed that oxidative dehydrogenation reaction of propane consists of seven sequential steps initiated by H-abstraction from propane molecule forming a propyl radical and singly coordinated surface terminal oxygen site is responsible for this reaction. Peroxy radical and hydroperoxy molecule generations are found to be second and third steps, respectively. In the forth step, OH radical and an organic complex with C-O-C bridge formation takes place and it is followed with water molecule formation as the fifth step. Sixth step leads to the breakage of C-O-C bridge generating one propylene and one CH3CHCH2OH* molecule and the 111pathway is finilized with the activation of oxygen atom with abstracted H atom on the cluster leading to secondary proyplene and water molecules. Same reaction pathway is also studied with B2O3-AI2O3 cluster. No considerable positive effect of y-Al203 support was observed concluding that it provides only a wide surface area for B2O3 impregnation. DFT calculations are also carried out for V2O5 catalyst cluster. V6O20H12 with three differently coordinated oxygen sites. Single Point Energy calculation gives the total energy of the system 7154.24 a.u.(atomicunits). We concluded that application of computational chemistry in investigating catalystic systems is a useful method that can provide valuable mechanistic information regarding the active sites and such preliminary computational calculations can be used as an alternative guide to costly experimental catalyst studies.
Benzer Tezler
- 2,4,6-trinitrotoluen (TNT)'in molekül yapısının yarıampirik kuantum kimyasal hesaplama yöntemleri ile incelenmesi
Study of the molecular structure of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) by semiempirical quantum chemical computational methods
CENAP Ş. KİP
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVZAT AKTEKİN
- Taban operatörlerine açılım yöntemi ile enerji spektrumunun belirlenmesi: Kuvantum anharmonik salıncı
Başlık çevirisi yok
EBRU NUHOĞLU
- Bazı imidazol türevlerinin çinkonun korozyonunda inhibitör etkinliklerinin kuantum kimyasal incelenmesi
Quantum mechanical calculations of imidazole derivative as corrosion inhibitör for zinc
GÜLCAN ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
KimyaEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖZEN BEREKET
- Time deppented study of quvantum bistability
Kuvantum çift kararlılığın zamana bağlı çalışılması
MUSTAFA İHSAN ECEMİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
1995
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiPROF.DR. M. CEMAL YALABIK
- Bazı atomik parametrelerin ve relativistik düzeltmelerin MCHF metodu ile hesaplanması
Calculation of some atomic parameters and relativistic corrections using MCHF method
LEYLA ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
1998
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN KARAL