Выходные данные
Статус Студент 5 курса специалитета
Организация Казанский (Приволжский) Федеральный Университет
Подсекция Катализ
Метки студент
Квантово-химические и экспериментальные аспекты в изучении процессов окисления полиароматических углеводородов молекулярным кислородом на примере пирена
Родионов Николай Олегович
Можно ли сравнить расчетные данные по адсорбции с экспериментальными?
В какой среде можно рекомендовать проводить процесс?
Благодарю за вопрос, Татьяна Николаевна!
1)Да, можно провести эксперименты для построения изотермы сорбции пирена на поверхности CuO, а затем оценить полученные значения энергий связывания и сравнить их с результатами расчетов. Был проведен поиск литературы на эту тему, но данных по сорбции пирена на оксидах меди не было найдено. Энергии сорбции более простых ПАУ на кристаллических поверхностях оксидов переходных металлов варьировались в пределах от 100 до 300 кДж/моль, на основании литературы.
2)В данной работе проводились исследования по моделированию низкотемпературного окисления модельных ПАУ (пирена) в собственной конденсированной среде (диэлектрическая проницаемость (ДП) 3.14), что примерно отражает ДП самой нефти (средние диапазоны от 2 до 3-4). То есть для процессов, рассмотренных в данной работе, пирен сам выступает в качестве среды, поскольку в указанных условиях находится в жидком состоянии. Если же цель провести окисление пирена при комнатной температуре и атмосферном давлении, в качестве среды можно предложить смесь ацетонитрил-вода и продувать систему озоном, который будет генерировать гидроксил-радикалы в воде, а они, в свою очередь окислять пирен. По отношению к обычному воздуху пирен в данных условиях будет устойчив и не окислится. Возможным вариантом представляется использование щелочной среды и температуры 200-250 градусов Цельсия, однако здесь тоже, вероятнее всего, необходимо присутствие давления для увеличения растворимости кислорода воздуха.
Чем обусловлен выбор температуры и давления при создании модели окисления?
Спасибо за вопрос, Лариса Федоровна!
Выбор обусловлен тем, что после экспериментов при меньших температурах в автоклаве, не удавалось зафиксировать продукты реакции, кроме самого пирена. А давление 50 бар выступает в качестве референсного значения для имитации пластовых условий, на основании литературных данных.
Какой размер Cu-содержащих кластеров использовался для расчетов?
Отличный вопрос, Андрей Валентинович!
Расчеты были проведены в условиях периодических структур, с векторами трансляции, соответствующими параметрам используемых подложек. Кристаллические поверхности были составлены на основании данных кристаллографических баз данных. Количество атомов подложки составляло 126 (для оксида меди (II) CuO), 200 (для металлической меди Cu), 150 (для оксида меди (I) Cu2O). Для моделирования на поверхностях с большим количеством атомов требуются высокие расчетные мощности.