Вычислительная катализа, поле, которое моделирует и ускоряет открытие катализаторы для производства химических веществ, была в значительной степени ограничена моделирования идеализированных катализатора структур, которые не обязательно представляют собой структуры в реальных условиях реакции.
Новое исследование из Университета Питтсбурга Свонсон Инженерной школы, в сотрудничестве с Лабораторией катализа и каталитических процессов (Министерство энергетики) в Политехническом университете Милана в Милане, Италия, достижения в области вычислительной катализа открывает путь для моделирования реальных катализаторов в условиях реакции. В работе, опубликованной в ACS катализа, автор Раффаэле Cheula, аспирант в Маэстри группы; Маттео Маэстри, профессор химической инженерии в Политехническом университете Милана; и Яннис «Янни» Mpourmpakis, Двухсотлетний выпускников факультета научный сотрудник и доцент кафедры химической инженерии Питт.
«С нашей работы, можно увидеть, например, как металлические наночастицы, которые обычно используются в качестве катализаторов можно изменять морфологию в реактивной среде и влияют на каталитическое поведение. В результате, теперь мы можем имитировать ансамблей наночастиц, которые могут продвинуть любой области применения наночастиц, как наномедицина, энергетики, окружающей среды и многое другое», — говорит Mpourmpakis. «Хотя наше приложение ориентировано на катализ, оно имеет потенциал для продвижения наноразмерных моделирования в целом».
Для того, чтобы модель катализа в условиях реакции, исследователи должны учитывать динамический характер катализатора, которое может меняться в ходе реакции. Чтобы достичь этого, исследователи моделировали как катализаторы изменения структуры, какова вероятность такого изменения, и как это влияет на вероятность реакций, протекающих на поверхности катализаторов.
«Катализ за большинство важных процессов в нашей повседневной жизни: от производства химикатов и топлив для снижения выбросов загрязняющих веществ», — говорит маэстро. «Наша работа открывает путь к фундаментальный анализ структура-активность в отношении катализа. Это имеет первостепенное значение для любых усилий в поисках инженерно-химических превращений на молекулярном уровне за счет достижения более подробная механистическое понимание функции катализатора. Благодаря пребыванию Раффаэле в Питт, мы сумели объединить опыт в microkinetic и многомасштабное моделирование моей группы с опытом в моделировании наноматериалов и вычислительная катализа группы Янни».
Эта работа финансируется Национальным научным фондом и Европейским исследовательским советом, и с компьютерной поддержкой из Центра научных вычислений на Питта и специалисты cineca в Болонье, Италия.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!