پديد آورنده :
هاشمي نژاد، مليكا سادات
عنوان :
استفاده از روش PM7 براي مطالعه مكانيسم تبديل متان به متانول با استفاده از مولكول هيدروژن پراكسيد برروي نانوخوشه هاي فلزي Pd13، Ni@Pd12، Ni13 و Pd@Ni12
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
يازده، 68 ص.: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
متان , متانول , نانوخوشه , نيكل , پالاديم , روش محاسباتي نيمه تجربي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/12/23
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/01/28
چكيده فارسي :
اكسايش متان به متانول، با توجه به ارزش بالاي افزوده متانول به دليل كاربرد در سلول هاي سوختي، تبديل آن به گستره وسيعي از مواد هيدروكربني با ارزش و به عنوان منبع سوخت پاك و تجديدپذير به شدت مورد توجه است. در اين پژوهش، با استفاده از روش محاسباتي نيمه تجربي PM7، مطالعه نظري اكسايش متان به متانول با استفاده از مولكول هيدروژن پراكسيد به عنوان معرف اكسيد كننده برروي نانوخوشه هاي فلزي پالاديم-نيكل پرداخته شد. در اين راستا، چهار نانوخوشه بر پايه فلزات نيكل و پالاديم با تعداد 13 اتم به دليل اينكه اين ساختار اولين هندسه جادويي براي نانوخوشه هاي فلزي است، انتخاب شدند. نانوخوشه هاي انتخاب شده به صورت Pd13، Ni@Pd12، Ni13 و Pd@Ni12 با استفاده روش محاسباتي تابع چگالي الكتروني بهينه شدند. با توجه به نتايج حاصله از تبديل متان به متانول، برروي چهار نانوخوشه، نانوخوشه هاي هسته- پوسته Ni@Pd12 و Pd@Ni12 از لحاظ ترموديناميكي نسبت به همتايان خالص خود عملكرد بهتري داشتند، درحاليكه نانوخوشه هاي Pd13 و Ni13 از لحاظ سينتيكي نسبت به ساختارهاي هسته-پوسته عملكرد بهتري داشتند. در نهايت محاسبات نشان داد كه نانوخوشه Pd13 از لحاظ سينتيكي و از لحاظ ترموديناميكي نانوخوشه Pd@Ni12 كارايي بسيار بالايي در تبديل متان به متانول را از خود نشان دادند.
چكيده انگليسي :
The oxidation of methane to methanol is of great interest considering that methanol as a high value-added product of the oxidation of methane can be used in fuel cells, converted into a wide range of valuable hydrocarbon materials, and used as a source of clean and renewable fuel. This research conducted a theoretical study of the oxidation of methane to methanol using hydrogen peroxide as the oxidant on palladium-nickel metal nanoclusters. The semi-empirical PM7 calculation method was used in the study. Four nanoclusters based on 13-atom nickel and palladium metals were selected because of their first magic geometry for metal nanoclusters. The Pd13, Ni@Pd12, Ni13, and Pd@Ni12 nanoclusters were optimized using electron density function calculations. The results of the methane-to-methanol conversion showed that the core-shell nanoclusters, Ni@Pd12 and Pd@Ni12, outperformed their pure counterparts in terms of thermodynamics. However, the Pd13 and Ni13 nanoclusters outperformed the core-shell structures in terms of kinetics. The calculations showed that the Pd13 nanocluster performed the best kinetically, while the Pd@Ni12 nanocluster had high thermodynamic performance in converting methane to methanol.
استاد راهنما :
سياوش كاظمي موحد
استاد مشاور :
حسين فرخ پور
استاد داور :
حسين توكل , عليرضا نجفي چرمهيني
