Taxas de Dissociação da Ureia na Presença do Catalisador NiOOH: Uma Análise DFT

Reações de moléculas únicas foram estudadas entre óxido-hidróxido de níquel, ureia e o íon hidróxido para entender o processo de dissociação da ureia em amônia, ácido isocianico, íon cianato, dióxido de carbono e nitrogênio. Na ausência de íons hidróxido, o óxido-hidróxido de níquel catalisará a ureia para formar amônia e ácido isocianico, sendo o passo limitante a formação de amônia com uma constante de taxa de 1,5 × 10⁻⁶ s⁻¹. Na presença de hidróxido, a evolução da amônia também foi o passo limitante com uma constante de taxa de 1,4 × 10⁻²⁶ s⁻¹. Além disso, a desorção do íon cianato apresentou uma barreira de energia de 6190 kJ mol⁻¹, sugerindo que o íon cianato não pode ser separado do NiOOH a menos que reações adicionais ocorram. Finalmente, reações elementares de dissociação com íons hidróxido desprotonando a ureia para produzir nitrogênio e dióxido de carbono foram analisadas. Essas reações elementares foram investigadas ao longo de três caminhos diferentes na ordem em que prótons foram removidos e os átomos de nitrogênio foram rotacionados. O passo limitante foi identificado como a remoção de dióxido de carbono com uma constante de taxa de 4,3 × 10⁻⁶⁵ s⁻¹. Portanto, o catalisador poderia ser desativado pelo bloqueio superficial causado pela adsorção de dióxido de carbono.