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密度汎関数法によるゼオライト触媒の電子構造と反応性に関する研究

密度泛函理论研究沸石催化剂的电子结构和反应活性

基本信息

批准号：
09218257
负责人：
小林久芳
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Kurashiki University of Science and the Arts
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09218257/
关键词：
密度汎関数法電子構造結晶軌道法ゼオライト触媒作用 deNOx反応

项目摘要

Cuイオン交換ZSM-5触媒によるNO分解反応の機構を調べるため、ZSM-5の結晶構造から切り出した4つのモデルに基づいて、密度汎関数法による計算を行った。このうちSi2原子をAl2原子で置き換えた6員環モデルにCu1原子を入れた場合は,予想通りCuが2価のイオンになるためNOは吸着しないが、2原子を入れたモデルでは吸着する。しかし、Cu^<+1>価イオンはd^<10>電子配置であるため、そのダイマー構造は不安定であり、強い立体規制がないと反応中に分解してしまう。立体反発の高いエネルギー状態においては、2NO→N_2+O_2の分解反応をシミュレーションすることができた。このモデルを改良するために“余分の(extra)"酸素原子をダイマー構造に配位させたモデルを考えた。この酸素原子がCu^<+1>ダイマーから電子を取り去ることによりダイマー構造は安定化されることが確かめられた。ZSM-5の結晶構造をそのまま用いた周期モデル計算を行うために、プログラムの修正、拡張を行った。基本的方法は巨大な単位胞を用いた、Г点での1点計算であり、最近接の単位胞(3次元では27個)との相互作用のみを考慮する。メモリおよび使用ディスク容量を節約するようにプログラムの書き換えを行った。さらに、計算の規模を小さくするために基底関数系の選択などを行った上で、ZSM-5結晶の単位胞(288原子)を用いた計算を行い、状態密度や原子上の電子密度などを情報を得た。

The mechanism of NO decomposition and reaction in Cu exchange ZSM-5 catalyst was adjusted. The crystal structure of ZSM-5 was calculated by density function method. When Si2 atoms are replaced by Al2 atoms, Cu1 atoms are absorbed into Cu 2 atoms, and NO is absorbed into Cu 2 atoms, Cu 2 atoms are absorbed into Cu 2 atoms. The electronic configuration of Cu^<+1> <10>is unstable, and the three-dimensional regulation is strong. The high temperature reaction state of the stereo system is: 2NO→N_2+O_2 The structure of the acid atom is modified by the addition of the acid atom. The acid atom is Cu^<+1>, the electron is taken away, and the structure is stabilized. ZSM-5 crystal structure is characterized by periodic calculation, correction and expansion. The basic method is to consider the use of large single cells, the calculation of 1 point, the interaction of the nearest single cells (3-D) and 27 points. The use of a computer to save energy and resources In addition, the calculation scale is small, the selection of the substrate relationship number system is high, the ZSM-5 crystal unit cell (288 atoms) is calculated in the middle, the state density and the electron density on the atom are obtained.