Modelado Químico Cuántico de Reacciones de Metilación Catalizadas por Zeolita: Hacia una Precisión Química para Barreras

Se ha investigado la metilación de eteno, propileno y t-2-buteno por metanol sobre el catalizador ácido microporoso H-ZSM-5 mediante una variedad de métodos computacionales. La teoría del funcional de densidad (DFT) con condiciones de contorno periódico (funcional PBE) no logra describir la disminución de la energía aparente de las barreras determinada experimentalmente con el tamaño del alqueno debido a una descripción inadecuada de las fuerzas de dispersión. Agregar un término de dispersión amortiguada expresado como una suma parametrizada sobre las contribuciones de pares de átomos C(6) lleva a barreras subestimadas de manera uniforme debido a errores de auto-interacción. Se presenta un esquema híbrido MP2:DFT que combina cálculos de energía MP2 en una serie de modelos de clúster de tamaño creciente con cálculos DFT periódicos, lo que permite la extrapolación al límite periódico de MP2. Además, se evaluaron los errores causados por el uso de bases finitas, las contribuciones de efectos de correlación de orden superior, la energía vibracional de punto cero y las contribuciones térmicas a la entalpía, que se añadieron a la estimación