Theoretical Studies of Heterogeneous Catalysis for Halogen Chemistry
En la present tesi s’han emprat tècniques computacionals per investigar la utilització de materials basats en òxids de metalls de transició amb estructura de rutil com a catalitzadors per a compostos halogenats. Els estudis exploren la interacció entre l’estructura i composició de la superfície, l’a...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2017 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/586085 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/586085 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Catàlisi Heterogènia Teoria Funcional de la Densitat Rutils Teoría Funcional de la Densidad Rutilos Heterogeneous Catalysis Density Functional Theory Rutiles Ciències 5 54 544 |
| Sumario: | En la present tesi s’han emprat tècniques computacionals per investigar la utilització de materials basats en òxids de metalls de transició amb estructura de rutil com a catalitzadors per a compostos halogenats. Els estudis exploren la interacció entre l’estructura i composició de la superfície, l’activitat catalítica i la selectivitat de formació de productes. El treball se centra en diòxids de ruteni i titani com catalitzadors per les reaccions d’oxidació d’halurs d’hidrogen i oxicloració d’etilè. Els càlculs amb la teoria del funcional de la densitat demostren com pot tindre lloc la substitució d’oxígens superficials, sota condicions de reacció per la oxidació d’halurs d’hidrogen. Particularment, una important absorció de brom va ser determinada en òxid de ruteni, amb la substitució de brom extenent-se des de la superfície fins les capes sub-superficials, i introduint una gran reorganització estructural de la superfície. Per tant, es proposa que el mecanisme de reacció estigui estretament vinculat al grau de substitució a la superfície. Les investigacions també examinen sistemes basats en diòxids de titani dopats. Ha estat explorada la relació entre els defectes a l’estructura electrònica induïts pel dopant, i l’activitat catalítica cap a processos elementals associats a l’oxidació d’halurs d’hidrogen. Particularment, ha estat determinat que es pot realitzar una elecció racional del dopant per optimitzar el nombre de defectes, i les seves energies associades, amb la finalitat de modificar de forma acurada l’estructura electrònica de la superfície, i així, obtenir una activitat òptima. Finalment, el diòxid de ruteni es investigat com un potencial catalitzador per a la oxicloració d’etilè. Es va determinar que la competició entre els processos de combustió i oxicloració es millorada pel confinament dimensional dels adsorbats sobre la superfície del catalitzador, i que el recobriment superficial és un factor essencial per determinar la viabilitat de certs processos elementals, i així, la selectivitat dels productes. La tesi proporciona una clara visió general dels rutils com catalitzadors per la química dels halògens. A més, també proporciona coneixements detallats que poden ser utilitzats per al desenvolupament de millors catalitzadors al futur. |
|---|