Calculating the adsorption energy of a charged adsorbent in a periodic metallic system – the case of BH4− hydrolysis on the Ag(111) surface

文献情報

出版日 2021-10-21
DOI 10.1039/D1CP03895H
インパクトファクター 3.676
著者

Basil Raju Karimadom, Haya Kornweitz


原文を見る

要旨

The hydrolysis of borohydride on the Ag(111) surface is explored theoretically to obtain the in-depth reaction mechanism. Many heterogeneously catalyzed reactions like this involve the adsorption of charged species on metals. DFT calculations of charged systems, with periodic boundaries, face serious problems, concerning convergence and reliability of the results. To study the heterogeneously catalyzed reactions, a simple method to calculate the adsorption energy of charged systems in metallic periodic cells is proposed. In this method, a counter ion is placed at a non-interactive distance, in an aqueous medium, so that the calculated system is neutral. Bader analysis is used to validate that the calculated couple is charged correctly. Adsorption energies of F−, Cl−, Br−, OH−, BH4−, ClO4− and H− ions on the Ag(111) surface in an aqueous medium were determined using Na+ and K+ as counter ions, to evaluate the performance of this method. The adsorption of the divalent ions S2−, Se2− and SO42− on different surfaces was studied as well. Then this method was used to explore the hydrolysis of BH4− ions, which have a high theoretical hydrogen storage capacity, on the Ag(111) surface. The results point out that during the catalytic hydrolysis only one hydrogen atom from borohydride is transferred to the surface. In the first step one hydrogen atom from BH4− is transferred to the silver surface; this H atom reacts with a hydrogen atom that is released from an adsorbed water molecule; in addition, a hydrogen molecule is released in the second step (one atom from *BH4− and one from *H2O). Thus, the mechanisms of the catalyzed reductions by BH4− and the hydrogen evolution reactions must be reconsidered.

関連文献

Contrasting ring-opening propensities in UV-excited α-pyrone and coumarin

Daniel Murdock, Rebecca A. Ingle, Igor V. Sazanovich, Ian P. Clark, Yu Harabuchi, Tetsuya Taketsugu, Satoshi Maeda, Andrew J. Orr-Ewing, Michael N. R. Ashfold

2015-12-16 Paper

DOI: 10.1039/C5CP06597F

Synthesis of hollow cobalt oxide nanopowders by a salt-assisted spray pyrolysis process applying nanoscale Kirkendall diffusion and their electrochemical properties

Hyeon Seok Ju, Jung Sang Cho, Jong Hwa Kim, Yun Ju Choi, Yun Chan Kang

2015-11-05 Paper

DOI: 10.1039/C5CP06206C

Enhanced thermal energy harvesting performance of a cobalt redox couple in ionic liquid–solvent mixtures

Manoj A. Lazar, Danah Al-Masri, Douglas R. MacFarlane, Jennifer M. Pringle

2015-09-08 Paper

DOI: 10.1039/C5CP04305K

Real-space numerical grid methods in quantum chemistry

Luca Frediani, Dage Sundholm

2015-11-03 Editorial

DOI: 10.1039/C5CP90198G

A slowing down of proton motion from HPTS to water adsorbed on the MCM-41 surface

Noemí Alarcos, Boiko Cohen, Abderrazzak Douhal

2015-12-16 Paper

DOI: 10.1039/C5CP04548G

Two equivalent methyl internal rotations in 2,5-dimethylthiophene investigated by microwave spectroscopy

Vinh Van, Wolfgang Stahl, Ha Vinh Lam Nguyen

2015-09-29 Communication

DOI: 10.1039/C5CP03513A

In situ 2D-extraction of DNA wheels by 3D through-solution transport

Keitel Cervantes-Salguero, Waka Nakanishi, Ibuki Kawamata, Kosuke Minami, Hirokazu Komatsu, Satoshi Murata

2015-11-16 Communication

DOI: 10.1039/C5CP05765E

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

H-Leu-Ser-Lys-Leu-OH trifluoroacetate saltに適用される法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号162559-45-7のH-Leu-Ser-Lys-Leu-OH trifluoroacetate saltは、GHS( Chemicals Clas...

162559-45-7H-Leu-Ser-Lys-Leu-OH...
化合物よくある質問

Trimethyltin Chlorideの物理化学的性質は何ですか?

CAS番号1066-45-1のトリメチルチリドは、白色結晶性粉末で、分子量は297.77です。この化合物は水にわずかに溶けますが、酢酸、エタノール、ジエチルエー...

1066-45-1Trimethyltin Chlorid...
化合物よくある質問

ニコール酸化物水和物の主な用途は何ですか?

ニコール酸化物水和物は、主に金属分離、研磨剤、酸化剤、染料製造の原料として利用されます。また、電気化学製品、触媒、分析化学の分野でも広く使用されています。

7789-49-3Nickel(II) Bromide T...
化合物よくある質問

(2,3-二甲基-2H-吲唑-6-基)boronic acidを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

(2,3-二甲基-2H-吲唑-6-基)boronic acidを取り扱う際は、PPE(防護服、ゴーグル、マスク、手袋)を使用する必要があります。ドラフトチャンバ...

1253912-00-3(2,3-dimethyl-2H-ind...
化合物よくある質問

4-ブロモ-1-メトキシ-2-(2-メトキシエトオキシ)ベンゼンは安全ですか?

4-ブロモ-1-メトキシ-2-(2-メトキシエトオキシ)ベンゼンは一般的に安全とは言えません。取扱いには注意が必要で、直接的な皮膚接触や吸入は避けてください。

1132672-05-94-Bromo-1-methoxy-2-...
化合物よくある質問

4,4-双(5-甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯はどの業界で使用されていますか?

4,4-双(5-甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯は医薬業界、ポリマー業界、センサー業界、半導体業界で使用されています。特に、光触媒や蛍光材料として利用されています...

2397-00-42,2'-(1,2-Ethenediyl...
化合物よくある質問

2,3,5,6-四氯-4-ピリジンスチオールを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

2,3,5,6-四氯-4-ピリジンスチオールは非常に毒性があり、皮膚や粘膜に刺激を与える可能性があります。取り扱う際には、ゴーグル、ゴム手袋、防塵マスクを着用し...

10351-06-12,3,5,6-Tetrachloro-...
化合物よくある質問

替米沙坦ナトリウムとは何ですか?

替米沙坦ナトリウム(CAS番号: 515815-47-1)は、血管張力素II受容体拮抗薬として機能する医薬品で、高血圧症の治療に使用されます。

515815-47-1Telmisartan sodium
化合物よくある質問

TG 4-155はどのように合成されますか?

TG 4-155は、2-(2-メチル-1H-インドン-1-イル)エチルアミドと3,4,5-トリメトキシフェノールを反応させ、選択性的に合成できます。一般的には、...

1164462-05-8(2E)-N-[2-(2-Methyl-...
化合物よくある質問

エチルヒドロキシキニリン-6-カルボキシ酸は適用される法規ガイドラインは何ですか?

エチルヒドロキシキニリン-6-カルボキシ酸のCAS番号1261631-01-9は、GHS分類の第2クラスの腐食物質(皮膚に強い腐食性)に分類されます。また、EU...

1261631-01-9Ethyl 7-Hydroxyquino...

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。