Molekulare Simulation der Wechselwirkung von Diffusion und Reaktion in porösen Medien

多孔介质中扩散与反应相互作用的分子模拟

• 批准号: 14436011
• 负责人: Professor Dr. Frerich Keil
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Chemische Reaktionstechnik V-2
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/14436011?language=en
• 关键词: Molekulare; Simulation; der; Wechselwirkung; von

Obwohl Diffusions/Reaktionsphänomene von überragender Bedeutung für die Katalyse in porösen Trägern sind, gibt es nur wenige Arbeiten die sich mit diesem Problem auf molekularem Niveau umfassend beschäftigen. Bisher bestehen im Wesentlichen zwei getrennte Arbeitsrichtungen, nämlich einerseits quantenmechanische Berechnungen von Reaktionspfaden am aktiven Zentrum und andererseits molekülmechanische Simulationen von Diffusionsvorgängen. Der vorliegende Antrag zielt darauf ab, diese Gebiete zusammenzuführen. Es soll die Wechselwirkung zwischen der Diffusion von Reaktanten und Produkten und chemischen Reaktionen untersucht werden, wobei konsequent Daten aus molekularen Simulationen verwendet werden, beginnend mit DFT- und ab-initio-Rechnungen über Moleküldynamik (MD), kinetischen Monte Carlo-Simulationen (kMC) bis hin zu mesoskopischen Simulationen und Reaktorberechnungen. In der ersten Förderperiode wurde ein wesentlicher Fortschritt in der quantenchemischen Berechnung der Reaktionspfade des N2O-Abbaus mit NO-Beteiligung an mononuklearean Fe-Zentren in Fe-ZSM-5 erzielt. Außerdem wurde ein Reaktionsmechanismus des N2O-Abbaus auf dinuklearen Eisenzentren in Fe-ZSM-5 aufgestellt und mit Hilfe von mikrokinetischer Modellierung validiert. Die Ergebnisse dazu sind bereits veröffentlicht bzw. befinden sich im Druck. Im Rahmen dieser Projekte wurde ein sehr zuverlässiges Verfahren zur Berechnung von Übergangszuständen in chemischen Reaktionen entwickelt, das bereits in mehreren kommerziellen Programmen eingesetzt wird (QChem 3.0, Chemshell, VASP). Außerdem wurden Wechselwirkungspotentiale für N2O und O2 zur Verwendung in klassischen Simulationen optimiert. Eine Veröffentlichung dazu ist in Vorbereitung. Zur effizienten Berechnung von Reaktionsgleichgewichten in Poren wurde die „Reactive Monte Carlo Methode mit der „Configurational-bias Monte Carlo Methode kombiniert. Als Anwendungsbeispiel wurde die Propen Metathese in Zeolithen untersucht. Die Ergebnisse dazu sind bereits veröffentlicht.

Obwohl扩散/reaktionsphänomenevonüberragenderbedeutungfürdie katalyse inporösenTrägernSind，Gibt es Nur wenige arbeiten die sich arbeiten die sich mit diesem问题auf molekularem niveau umfassend umfassendbeschäftigen。 Bisher bestehen im Wesentlichen zwei getrennte Arbeitsrichtungen, nämlich einerseits quantenmechanische Berechnungen von Reaktionspfaden am aktiven Zentrum und andererseits molekülmechanische Simulationen The DFT- und ab-initio-rechnungen (MD), the Monte Carlo-Simulationen （MD），Monte Carlo-Simulationen（3月），Monte Carlo-Simulationen（KMC）Bis Hin Zu Mesoskopischen simulationen und Reaktorberechnungen。在dererstenförderperiodewurde ein ein wesentlicher fortschritt in der denenchemischen berechnung der reaktionspfade des n2o-abbaus mit no-beTeiligung no-beteiligung in fe-zsm-5 erzielt中的mononuklearean fe-zentren。 außerdemwurde ein reaktionsmechanismus des n2o-abbaus auf dinuklearen eisenzentren eisenzentren in fe-zsm-5 aufgestellt和mit hilfe hilfe von von von mikrokinetischer modellierung yodellierung verierung vilyiert。 Die Ergebnisse Dazu Sind Bereitsveröffentlichtbzw. Befinden Sich Im Druck。 Im Rahmen Dieser projekte wurde ein sehrZuverlässigesverfahren Zur Zur berechnung vonvonübergangSzuständen在Chemischen Reaktionen Entwickelt，Mehreren Kommerziellziellziellziellziellziellen eingesmen eingesetzt eingesthemelle chem chem verse chem 3.0 ersshem 3.0 er， außerdemwurden wechselwirkungspotentialefürn2o und und o2 zur verwendung在klassischen simulationen Optimiert中。 eineveröffentlichungdazu in vorbereitung。 Zur Effizienten berechnung von reaktionsgleichgewichtewichten in poren wurde die„反应性蒙特卡洛·甲基（Monte carlo Methode）mit'构型偏见蒙特卡洛·金（Monte Carlo carlo carlo chore）kimbiniert。