Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nano-design of Zeolites Biomass Wastes Valorization: Dehydration of Lactic Acid into Acrylic Acid

Kurzydym Izabela, Czekaj Izabela

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1

169--172

EN

The valorization of waste from biomass currently arouses great interest. In the present study we concentrate on the design of innovative BEA zeolite catalysts with applied metal nanoparticles - copper, vanadium and manganese for the dehydration of lactic acid to acrylic acid. The ab initio method based on density functional theory (DFT) was used to calculate the electron structure of the analyzed molecules. The non-local generalized gradient corrected functionals GGA-RPBE was used to in order to account for electron exchange and correlation. The cluster model was represented by a hierarchical zeolite M2Al2Si12O40H22 (M = Cu, V, Mn). The stabilization of the M-Ob-M dimer complex in the hierarchical structure of BEA, mechanism of adsorption of lactic acid on BEA zeolite with applied metal dimers and formation of acrylic acid on these zeolites were investigated. The examined metals form stable dimers interconnected by a bridge oxygen (Ob). Adsorption of lactic acid takes place in the vicinity of a dimer of M-Ob-M. The dehydration of lactic acid to acrylic acid in all cases consists in the separation of the hydroxyl group and creating a connection with a metal center of dimer and disconnection of a single hydrogen atom from the methyl group and its interaction with bridge oxygen of dimer.

PL

Waloryzacja odpadów z biomasy cieszy się obecnie dużym zainteresowaniem. W niniejszych badaniach koncentrujemy się na projektowaniu innowacyjnych katalizatorów zeolitowych BEA z nanocząstkami metali - miedzi, wanadu i manganu w celu odwodnienia kwasu mlekowego do kwasu akrylowego. Metoda ab initio oparta na teorii funkcjonalności gęstości (DFT) została wykorzystana, przy użyciu nielokalnego funkcjonału korelacyjno-wymiennego GGA-RPBE, do obliczenia struktury elektronowej analizowanych cząsteczek. Hierarchiczny zeolite BEA był reprezentowany przez model klasterowy M2Al2Si12O40H22 (M = Cu, V, Mn). Badano stabilizację dimeru M-Ob-M w hierarchicznej strukturze BEA, mechanizm adsorpcji kwasu mlekowego na zeolicie BEA z zastosowanymi dimerami metali i tworzenie kwasu akrylowego na tych zeolitach. Badane metale tworzą stabilne dimery połączone wzajemnie tlenem mostkowym (Ob). Adsorpcja kwasu mlekowego odbywa się w pobliżu dimeru M-Ob-M. Odwodnienie kwasu mlekowego do kwasu akrylowego we wszystkich przypadkach polega na oddzieleniu grupy hydroksylowej i utworzeniu połączenia z jednym z metali dimeru i odłączeniem pojedynczego atomu wodoru od grupy metylowej kwasu mlekowego i jego oddziaływaniem z tlenem mostkowym dimeru.

2

Synteza i właściwości fizykochemiczne krzemionki typu SBA-15 aktywowanej jonami miedzi

Laskowska M., Laskowski Ł., Fijałkowski K., Kacprzak M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 6

516--518

PL

Krzemionka mezoporowata SBA-15 jest znana od 1998 roku i ciągle cieszy się wielkim zainteresowaniem z powodu wyjątkowych możliwości aplikacyjnych. Struktura amorficznej krzemionki SBA-15 zawierająca heksagonalnie uporządkowane cylindryczne pory o średnicy około 5 nm jest doskonałą matrycą dla grup aktywnych. Funkcjonalizacja krzemionki miedzią jest obecnie często poruszanym tematem z powodu właściwości bakteriostatycznych i grzybobójczych miedzi. Celem prowadzonych badań było uzyskanie krzemionki SBA-15 z równomiernie rozłożonymi grupami funkcyjnymi zawierającymi jony miedzi. W pracy przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań świadczących o uzyskaniu materiału o założonych właściwościach. Transmisyjna mikroskopia elektronowa potwierdziła uzyskanie właściwej struktury, a analiza EDS wykazała obecność miedzi w badanym materiale. Na podstawie porównania teoretycznych i eksperymentalnych widm Ramana potwierdzono przyłączenie jonów miedzi do grup funkcyjnych propylowofosforanowych. Świadczy to o możliwości kontrolowania koncentracji jonów miedzi i ich dystrybucji wewnątrz krzemionki już na etapie syntezy.

EN

Mesoporous silica SBA-15 is well known since 1998, and still maintain an interesting material from the reason of its potential applications. The structure of SBA-15 silica, containing hexagonally arranged cylindrical pores with diameter about 5 nm, seems to be a great matrix for functional units. Copper activated materials are presently under great attention of researchers from the reason of its bacteriostatic and fungicidal properties. The goal of the presented here investigations was obtaining SBA-15 mesoporous silica with homogenously distributed copper containing units. In the paper we present results of research proving that obtained material has established properties. TEM observations confirm that investigated sample has well ordered, hexagonally arranged pore array pattern nanostructure. EDS analysis confirms presence of copper in the molar proportion between silicon and phosphorus about 1:10, according to the synthesis assumptions. On the basis of Raman scattering supported by numerical simulations we confirm bounding between copper ions and propyl-phosphate groups. All mentioned above proves that fine tuning of active units concentration and distribution inside silica matrix is possible.

3

Theoretical study of electron affinities for selected diatomic molecules

Wróblewski T., Hubisz K., Antonowicz J.

Optica Applicata

|

2010

|

Vol. 40, nr 3

601--608

EN

Ab initio Hartree–Fock (HF) methods and different hybrid density functional theories (DFT), i.e., LSDA, BPV86, B3LYP, B3PV91, MPW1PW91, PBEPBE, PBE1PBE, HCTH, THCTH and TPSSTPSS, have been used to evaluate electron affinities (EAs) for selected diatomic molecules. Computations have also been made at the high level ab initio quadratic complete basis set (CBS-Q) method. The results show that HF calculations underestimate and DFT overestimate EA’s values in comparison to experimental data. We obtain the best agreement with experimental values of EA’s in DFT calculations with PBE1PBE, TPSSTPSS, THCTH and PBE1PBE functionals for OH, NaBr, LiBr and F2 molecules, respectively.

4

Computational Electrochemistry of the Two-Step Reduction Potentials of Some Quinones Using DFT Response Combined with CPCM Continuum Solvation Model in Acetonitrile

Alizadeh K., Shamsipur M., Biglari Z., Namazian M.

Polish Journal of Chemistry

|

2009

|

Vol. 83, nr 10

1771-1782

EN

DFT calculations have been performed using B3LYP with 6-31G* and 6-31G** basis sets in combination with CPCM (COSMO) dielectric continuum model to investigate two stepwise reduction potentials for eight different quinone derivatives in acetonitrile solution. The electrode potentials of quinone molecules were calculated relative to a reference molecule and compared with the experimental findings. The root mean square errors (r.m.s.) of the calculations based on B3LYP/6-31G* and B3LYP/6-31G** methods found to be 0.14 and 0.12 V, respectively. Analysis of correlation between the experimental electrode reduction potentials and the theoretically calculated values revealed that notable relations existed between the two stepwise reduction electrode potentials and the eigenvalues of LUMOs of the quinone derivatives.