Ethanol synthesis from syngas over Cu(Pd)-doped Fe(100): a systematic theoretical investigation

文献情報

出版日 2017-11-13
DOI 10.1039/C7CP06693G
インパクトファクター 3.676
著者

Wei Wang, Ye Wang


原文を見る

要旨

Although the reaction mechanism of syngas on Fe or Cu(Pd)-doped Fe has been studied extensively both experimentally and theoretically, the systematic prediction of the catalytic activity and selectivity for the formation of ethanol at the molecular level has not been reported to the best of our knowledge. In our present work, density functional theory calculations were performed to investigate the reaction mechanisms of the synthesis of ethanol, methanol, and methane from syngas over bimetallic Cu/Fe and Pd/Fe catalysts. Possible elementary steps involved in the formation of ethanol from syngas have been studied from thermodynamic and kinetic viewpoints. Our results show that an optimal route for the formation of ethanol on Cu/Fe and Pd/Fe catalysts starts with an initial process of the dissociation and hydrogenation of CO to produce CH3 species. Subsequently, the insertion of HCO groups into CH3 species leads to the formation of CH3CHO, followed by successive hydrogenation to form ethanol. The selectivity for ethanol is controlled by the formation of methyl species and the formation of C–C bonds between methyl species and CHO groups. Our kinetic model analysis shows that the selectivity for ethanol is highest on the Cu–Fe system, followed by Pd–Fe, and pure Fe (Cu) has the lowest selectivity. This is in close agreement with experimental findings in general. Possible reasons can be explained as follows: Fe sites favor the formation of CHx species, Cu and Pd sites are necessary to provide undissociated CO/HCO species, and Cu/Fe and Pd/Fe catalysts will provide dual active sites that are synergetic for chain propagation to generate precursors of C2 oxygenates by the insertion of CO/HCO groups into CHx species. The present results will further help the prediction of reaction activity and the design of efficient F–T catalysts for the formation of C2+ species to some extent.

関連文献

Uniaxial tension-induced fracture in gold nanowires with the dependence on size and atomic vacancies

Fenying Wang, Yanfeng Dai, Jianwei Zhao, Qianjin Li

2014-10-02 Paper

DOI: 10.1039/C4CP03556A

Aqueous production of oxygen atoms from hydroxyl radicals

Edelsys Codorniu-Hernández, Daniel Ziemianowicz, Sheelagh Carpendale, Peter G. Kusalik

2014-10-22 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02959C

Modulating triphenylamine-based organic dyes for their potential application in dye-sensitized solar cells: a first principle theoretical study

Narendra Nath Ghosh, Arnab Chakraborty, Sougata Pal, Anup Pramanik, Pranab Sarkar

2014-09-24 Paper

DOI: 10.1039/C4CP03621B

Ultrafast excited state processes in Roseobacter denitrificans antennae: comparison of isolated complexes and native membranes

Marco Ferretti, Katia Duquesne, James N. Sturgis, Rienk van Grondelle

2014-10-27 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02986K

Magnetic exchange in {GdIII–radical} complexes: method assessment, mechanism of coupling and magneto-structural correlations

Tulika Gupta, Thayalan Rajeshkumar, Gopalan Rajaraman

2014-02-20 Paper

DOI: 10.1039/C4CP00214H

Selective nucleation of iron phthalocyanine crystals on micro-structured copper iodide

Luke A. Rochford, Alexandra J. Ramadan, Sandrine Heutz, Tim S. Jones

2014-10-20 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04217D

Efficient organic–inorganic hybrid perovskite solar cells processed in air

Madhu Seetharaman S, Puvvala Nagarjuna, P. Naresh Kumar, Surya Prakash Singh, Melepurath Deepa, Manoj A. G. Namboothiry

2014-09-24 Paper

DOI: 10.1039/C4CP03726J

Fullerenes generated from porous structures

Ricardo Paupitz, Chad E. Junkermeier, Adri C. T. van Duin, Paulo S. Branicio

2014-10-03 Paper

DOI: 10.1039/C4CP03529A

Effect of cationic head group on micellization behavior of new amide-functionalized surface active ionic liquids

Raman Kamboj, Pankaj Bharmoria, Vinay Chauhan, Gurbir Singh, Arvind Kumar, Sukhprit Singh, Tejwant Singh Kang

2014-10-16 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04054F

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-ヒドロキシ-5-ニトロベンジンブロモイドの代替品はありますか?

2-ヒドロキシ-5-ニトロベンジンブロモイドは特定の化学反応に適しているため、代替品は限られています。しかし、同様の構造を持つ2-ヒドロキシ-4-ニトロベンジン...

772-33-82-(Bromomethyl)-4-ni...
化合物よくある質問

N-(2-ブロモフェニル)-1-チロール-3-オキソ-3-(ピペリジニル)プロペン-2-イル)ベンゼンアミドを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

N-(2-ブロモフェニル)-1-チロール-3-オキソ-3-(ピペリジニル)プロペン-2-イル)ベンゼンアミドは有毒で、皮膚や粘膜に刺激を与える可能性があります。...

1800044-77-2N-[(1Z)-1-(2-Bromoph...
化合物よくある質問

1,3プロパンジオール,2-[2-(2アミノ-6クロロ-9Hピリミジン-9-イル)エチル-1,1,2,2-D4]-2,3-ジアセタートの市場動向や研究トレンドはどうですか?

この化合物は、新規治療薬の開発に注目されています。市場では、その有効性と安全性が評価され、研究分野では、分子生物学と医薬化学の新たな発見が期待されています。

1020718-81-31,3-Propanediol, 2-[...
化合物よくある質問

安息香の代替品はありますか?

安息香の代替品としては、フェノール、アロマターゼ阻害剤などが考えられます。しかし、使用目的により適切な代替品は異なります。

579-44-2Ethanone, 2-hydroxy-...
化合物よくある質問

Succinimidyl-alanyl-phenylalanyl-prolyl-phenylalanine 4-nitroanilide はどの業界で使用されていますか?

Succinimidyl-alanyl-phenylalanyl-prolyl-phenylalanine 4-nitroanilide は主に医薬品開発やポ...

128802-73-3succinimidyl-alanyl-...
化合物よくある質問

メチル6-アミノ-5-クロロピリジン-2-カーボイル酸について、適用される法規ガイドラインは何ですか?

メチル6-アミノ-5-クロロピリジン-2-カーボイル酸(CAS番号: 1256794-05-4)の使用には、GHS( Globally Harmonized S...

1256794-05-4Methyl 6-amino-5-chl...
化合物よくある質問

エチル4-(シクロ Pentagonyl)アミノ-2-メチル硫化基ピリミジン-5-カルボキシレートを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱いには、耐薬品性の容器を使用し、通気性の良い場所で操作することを推奨します。漏れ時は、SDS(安全データシート)を参照して適切な措置を取ること。手洗いと洗...

211245-62-4ethyl 4-(cyclopentyl...
化合物よくある質問

(S)-3-ベンZYルピペリジン塩酸塩とは何ですか?

(S)-3-ベンZYルピペリジン塩酸塩は、CAS番号1258940-00-9で表される化合物です。これは、(S)-3-苯基哌啶的盐酸盐であり、主に医薬品の原料と...

1258940-00-9(S)-3-Phenylpiperidi...
化合物よくある質問

3,5-二甲基金剛胺の主な用途は何ですか?

3,5-二甲基金剛胺は、主に医薬品の原料として使用され、また抗うつ薬や抗アルツハイマー薬の開発に利用されます。さらに、化粧品や食品添加物の製造でも重要な役割を果...

19988-45-52-(2,3-Dihydroxyphen...
化合物よくある質問

ビス(4-メチル-2-ペンチル)フェニルカルボン酸エステルの代替品はありますか?

ビス(4-メチル-2-ペンチル)フェニルカルボン酸エステル (CAS番号: 1398066-13-1) の代替品には、ビス(2-エチルヘキシル)フェノールカルボ...

1398066-13-1Bis(4-methyl-2-penty...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。