Molecular Dynamics with Chemical Accuracy─Alkane Adsorption in Acidic Zeolites

烷烃 吸附 催化作用 化学 钙长石 密度泛函理论 沸石 分子动力学 热力学 物理化学 八角石 有机化学 计算化学 物理
作者
Fabian Berger,Marcin Rybicki,Joachim Sauer
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (3): 2011-2024 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c05493
摘要

For the adsorption of methane to hexane on acidic zeolites with varying pore sizes (Socony Mobil-5 (MFI), chabazite (CHA), faujasite (FAU)) and Brønsted acid site concentrations, heats of adsorption are predicted. The widely applied "standard model" of computational catalysis, density functional theory with some account of dispersion (DFT-D) and the harmonic approximation for local sampling of the potential energy surface (PES), leads to a large mean absolute deviation (MAD) from experiment of 17.2 kJ mol–1, far outside chemical accuracy limits (±4 kJ mol–1). Passing either to molecular dynamics (MD) at the DFT-D level or to wave function-based electron correlation methods (second-order Møller–Plesset perturbation theory ─ MP2) for energies at local minimum structures reduces the MAD to 8.7 and 5.9 kJ mol–1, respectively, still outside the chemical accuracy range. We present MD simulations on an MP2 quality PES, which strongly reduces the MAD to 1.9 kJ mol–1. This has been achieved by finding two descriptors for the MP2–DFT-D energy differences, which reduces the total number of required MP2 calculations to only 36 and, hence, the computational demand by several orders of magnitude. The predicted heats of adsorption at reaction temperatures (650 K) support experimental results derived from spectroscopic measurements. They show that the observed decrease of experimental apparent barriers from propane to pentane for alkane cracking in MFI (28 kJ mol–1) is largely due to increasing adsorption strengths (21 kJ mol–1) and to a much smaller extent to decreasing intrinsic barriers (7 kJ mol–1).
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
张海缘完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
在水一方应助接好运采纳,获得20
2秒前
SYLH应助wubin69采纳,获得10
2秒前
2秒前
ff发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
3秒前
九三完成签到,获得积分10
3秒前
孤独问旋完成签到,获得积分10
4秒前
yuiip发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
ZOEzoe发布了新的文献求助30
6秒前
研友_VZG7GZ应助苍耳采纳,获得30
7秒前
7秒前
yangyang发布了新的文献求助10
7秒前
tiasn关注了科研通微信公众号
7秒前
Unshouable发布了新的文献求助10
7秒前
如意冰棍完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
OO圈圈发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
保持好心情完成签到 ,获得积分10
9秒前
小盆呐完成签到,获得积分10
11秒前
Accept关注了科研通微信公众号
11秒前
实验大牛完成签到,获得积分10
11秒前
SYLH应助嗯嗯采纳,获得30
11秒前
莫里完成签到,获得积分10
11秒前
独特的向日葵完成签到,获得积分10
11秒前
lz发布了新的文献求助10
12秒前
Enzo发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
菠菜发布了新的文献求助200
12秒前
格物致知发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control, 2nd Edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3987267
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529546
关于积分的说明 11245872
捐赠科研通 3268108
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804089
邀请新用户注册赠送积分活动 881339
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808653