Catalytic Ammonia Oxidation on Noble Metal Surfaces: A Theoretical Study

Novell Leruth, Gerard

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TITLE:

Catalytic Ammonia Oxidation on Noble Metal Surfaces: A Theoretical Study - TDX:876

Handle:

http://hdl.handle.net/20.500.11797/TDX876

Date:	2008-12-15
Departament/Institute:	Departament de Química Física i Inorgànica Universitat Rovira i Virgili.
Director:	Poblet Rius, Josep Maria Ricart Pla, Josep Manel Pérez Ramírez, Javier
Author:	Novell Leruth, Gerard
Title:	Catalytic Ammonia Oxidation on Noble Metal Surfaces: A Theoretical Study

Description:	Esta tesis se basa en el estudio de la oxidación de amoniaco sobre el grupo del platino. El objetivo de esta tesis es descartar o aceptar los diversos mecanismos propuestos. Incluso proponer el más correcto según los datos obtenidos. Para llevar a cabo esta acometida es necesario conocer cada geometría de las diferentes especies que pueden existir sobre la superficie del catalizador, así como los estados de transición entre las reacciones que lleven de una especie (o combinación de especies) a otras. Es decir conocer los puntos claves de una reacción (energía de activación y entalpía de reacción). Con los datos obtenidos se ha realizado la microcin¨¦tica del proceso completo y se ha realizado un análisis microcinético, llegando a obtener un modelo reducido, el equivalente a un mecanismo de reacción. Con este modelo es posible obtener una simulación de la evolución temporal de cada especie, tanto en fase gas como sobre la superficie, en función de unas condiciones iniciales. Toda esta información es de gran utilidad para conocer el funcionamiento del mecanismo y conocer la evolución de los productos en función de la temperatura, o de la relación de amoniaco-oxigeno. Para realizar esta tesis se ha usado la Teoría del funcional de la Densidad (DFT), el programa VASP usa esta teoría con ondas planas para realizar los cílculos sobre un modelo periódico de una celda de 2¡Á2 con cuatro capas de metal donde las dos más superficiales están totalmente libres, pudiéndose deformar y adaptar al adsorbato. El Encut y los k-points usados son de 400 eV y 5¡Á5¡Á1, respectivamente. La tesis se ha dividido en tres capítulos. En el primero se estudia y compara la deshidrogenación del amoniaco sobre Platino en las caras 100 y 111. En el segundo capitulo se estudia y compara la deshidrogena This thesis is based on the study of ammonia oxidation on platinum group metals. The objectives of this thesis are accept or discard the diverse mechanisms proposed. Even suggest the most appropriate according to the data obtained. To carry out this work is necessary to know the geometry of each species that may exist on the surface of the catalyst and the transition states of the reactions that lead from one species (or combination of species) to another. This is know the key points of a reaction (activation energy and reaction enthalpy). With all data obtained was proposed a microkinetic model of the process and analysis this to obtain a reduced model, equivalent to a mechanism. With this model it is possible to obtain a simulation of the temporal evolution of each species, both in gas phase on the surface, depending on initial conditions. All this information is useful to know how the mechanism works and the evolution of products depending on the temperature or the oxygen-ammonia ratio. To carry out this thesis has used the density functional theory (DFT) implemented in VASP code on a model of a periodic cell of 2 ¡Á 2 with four layers of metal where the two more superficial are entirely free, being able to deform and adapt the molecule adsorbed. The Encut and k-points used are 400 eV and 5 ¡Á 5 ¡Á 1, respectively.This thesis is divided in three chapters. The first examines and compares the dehydrogenation of ammonia on platinum in the faces 100 and 111. The second chapter examines and compares the dehydrogenation on platinum, palladium and rhodium on both sides, 100 and 111. And the third chapter examines the process of ammonia oxidation on Pt(100).The first part has been carried out a systematic study of adsorption and the relative stability of the ammonia and the
Type:	info:eu-repo/semantics/publishedVersion info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Contributor:	Departament de Química Física i Inorgànica Universitat Rovira i Virgili.
Títol:	Catalytic Ammonia Oxidation on Noble Metal Surfaces: A Theoretical Study
Language:	eng
Subject:	66 - Enginyeria, tecnologia i indústria química. Metal·lúrgia 547 - Química orgànica 544 - Química física 54 - Química
Format:	application/pdf
Creator:	Novell Leruth, Gerard
Rights:	info:eu-repo/semantics/openAccess ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al repositori institucional de la Universitat Rovira i Virgili. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a aquest repositori (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
Date:	2008-12-15
Publisher:	Universitat Rovira i Virgili
Subject:	66 - Enginyeria, tecnologia i indústria química. Metal·lúrgia 547 - Química orgànica 544 - Química física 54 - Química
Language:	eng
Publisher:	Universitat Rovira i Virgili
Source:	TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
Identifier:	urn:isbn:9788469215340 http://hdl.handle.net/10803/9098
Format:	application/pdf
Keywords:	ammonia oxidation platinum rhodium paladium DFT microkinetics catalysis

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