Mechanisms of Surface Hydrogenation Reactions

表面加氢反应机理

基本信息

  • 批准号:
    1464816
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 55.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-08-01 至 2019-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

With this award, the Chemical Structure, Dynamics and Mechanisms (CSDM-A) Program of the Division of Chemistry is funding Professor Michael Trenary of the University of Illinois at Chicago to conduct experimental work looking at the catalytic hydrogenation of molecules on metal alloy surfaces. These reactions are important in industrial as well as in organic synthesis applications. The particular metal catalysts that the Trenary group is looking at have a small amount of an expensive metal alloyed with the surface of an inexpensive metal. The ultimate goal of research like this is to obtain catalysts that have the same effectiveness as more expensive catalysts at much lower cost. The graduate and undergraduate students, many from underrepresented groups, working on this project will receive training in ultrahigh vacuum science methods, while working on societally-important chemical problems with very broad impact. Prof. Trenary begins a new collaboration with Olive-Harvey College, a Chicago-area college with a predominantly African-American student body, providing Olive-Harvey undergraduates with the opportunity to do research in his laboratory.Professor Michael Trenary and his research group will use reflection/adsorption infrared spectroscopy (RAIRS) to monitor the reactivity of simple molecules adsorbed to a metal surface that has been modified (alloyed) with a small amount of a catalytically active metal. The RAIRS experiments will include time dependent studies designed to measure activation energies of elementary reaction steps and in situ studies at elevated hydrogen pressures designed to maintain hydrogen surface coverages at the temperatures where the hydrogenation reactions occur. The metal systems to be studied include Pd-Cu(111) and Pt-Ru(0001). Reactions to be studied include the hydrogenation of acrolein, the selective hydrogenation of acetylene to ethylene, the hydrogenation of surface N atoms; and the hydrogenation of adsorbed CN to methane and ammonia. The work will take on an international dimension through collaboration with STM researchers at RIKEN in Japan.
有了这个奖项,化学系的化学结构,动力学和机制(CSDM-A)计划资助芝加哥伊利诺伊大学的Michael Trenary教授进行金属合金表面分子催化氢化的实验工作。 这些反应在工业以及有机合成应用中是重要的。 Trenary小组正在研究的特定金属催化剂具有少量与廉价金属表面形成合金的昂贵金属。 此类研究的最终目标是以更低的成本获得与更昂贵的催化剂具有相同效力的催化剂。 研究生和本科生,许多来自代表性不足的群体,在这个项目上工作将接受真空科学方法的培训,同时研究具有广泛影响的社会重要化学问题。Trenary教授开始与Olive-Harvey学院进行新的合作,Olive-Harvey学院是芝加哥地区的一所大学,主要是非洲裔美国学生,为Olive-Harvey的本科生提供了在他的实验室进行研究的机会。Michael Trenary教授和他的研究小组将使用反射/吸附红外光谱(RAIRS)来监测吸附到金属表面的简单分子的反应性,该表面已被修改(合金化)与少量的催化活性金属。 RAIRS实验将包括时间相关的研究,旨在测量活化能的基本反应步骤和原位研究,在升高的氢气压力,旨在保持氢表面覆盖的温度下发生氢化反应。待研究的金属体系包括Pd-Cu(111)和Pt-Ru(0001)。 待研究的反应包括丙烯醛的氢化、乙炔选择性氢化成乙烯、表面N原子的氢化以及吸附的CN氢化成甲烷和氨。这项工作将通过与日本RIKEN的STM研究人员的合作而走向国际化。

项目成果

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知道了