二酸化炭素とエチレンを結合させてアクリル酸を生成するための金属交換MFIゼオライトの計算設計

二酸化炭素とエチレンを結合させてアクリル酸を生産することは非常に望ましく、C1分子を使用して大規模な商品化学物質にカルボキシル基を導入し、不飽和カルボン酸を形成します。この反応の触媒として分子複合体が文献で使用されてきましたが、これらの均一系の研究はすべて低い活性と安定性に制約されており、効率的な不均一触媒はまだ探求される必要があります。ここでは、反応のために3d、4d、および5d系列の金属を用いた金属交換MFIゼオライトを調査した密度汎関数理論計算を報告します。反応熱力学のスクリーニングにより、Sc、Y、Cr、Mo、W、Mn、Tc、およびReがMFIゼオライトに分散したものが潜在的な触媒であることが示されました。私たちはまた、一般的に全体的な反応速度を決定する重要な基本ステップであるβ–H転送の活性化障壁を計算し、Sc-およびY-MFI上で最低障壁を見つけました。これにより、ScとYの低い電気陰性度が遷移状態の性質およびβ–H転送中の電荷再分配に強く影響することが示され、実現可能な動力学が帰因しています。この研究は、この価値ある反応のためのゼオライトベースの触媒設計のための指針を提供し、使用するための有望な金属中心を特定します。