CDRM reaksiyonunda varolan yüzey koordineli molekül ve atomların titreşim frekansının belirlenmesi üzerine QM çalışması

Reaksiyon mekanizmasında rol alan sitelerin belirlenmesi katalizörler için çok önemlidir. Ni ve Co bazlı katalizörlerin aktivitesi Metanın Kuru Reformlanması (CDRM) reaksiyonunda grubumuzca çalışılmıştır. Bu katalizörler üzerinde adsorbsiyon ve reaksiyon koşullarında FTIR-DRIFT testleri yapılmasına, ve titreşim spektrumu elde edilmesine karşın; literatürdeki mevcut bilgiler, katalizör üzerindeki aktif sitelerin FTIR-DRIFT verileri ile karşılaştırmalı olarak incelenebilmesi için yeterince detaylı ve yüzeye özel değildir. Bu çalışmanın amacı, CDRM reaksiyon mekanizmasında varolan ve Co- ve Ni- bazlı katalizörlerin muhtemel aktif yüzlerinde oluşan atom ve moleküller için titreşim frekansı veritabanı oluşturmaktır. Veritabanı oluşturulurken QM simülasyonları ile DFT hesaplamalarından yararlanılmıştır. Simülasyonlarda, bizim grubun çalıştığı CDRM katalizörlerinin XRD analizi ile belirlenen metalik yüzleri göz önünde bulundurulmuştur. Co(111) düz yüzeyinin, ve Ni(220) ve NiPt(220) teraslı yüzeylerin her muhtemel sitesinde CHx(x=0-4), CO2, CO, O ve H'nin titreşim frekansları, DMol3 Accelerys Materials Studio programı vasıtasıyla hesaplanmıştır. Co(111) üzerinde hesaplanmış CO2, CO, CH3, ve CH2'nin titreşim frekansları literatürle uyumludur. Co(111) koordineli CH4, CH3, ve CH2'nin adsorpsiyon enerjisi ile titreşim frekansları arasında ters bir bağıntı varken, CH, C ve H'nin adsorpsiyon enerjisi ile titreşim frekansları arasında doğru bir orantı vardır. Ni(220) yüzeyinde, CO2, CO and CH2'nin hesaplanan titreşim frekansları literatürle uyum sağlamaktayken, CH3 molekülünün titreşim frekansı deneysel bulgudan çok farklıdır. Bu fark, muhtemel alaşım oluşumundan ve geometri ve/veya support etkisinden kaynaklanabilir ki support katalizörün elektronik yapısını büyük ölçüde değiştirebilir. NiPt(220)yüzeyi Ni(220) yüzeyi ile karşılaştırıldığında, NiPt(220) yüzeyinde Pt varlığı tüm molekül ve atomların titreşim frekansını etkilemiştir. NiPt(220) üzerindeki CO2 ve CO'nun titreşim frekansı deneysel bulgulara oldukça yakındır. Tüm yüzeylerde CH4'ün titreşim frekansı litertürle uyumlu değildir, bunun büyük nedeni bu yüzeylerdeki zayıf CH4 adsorpsiyonun DFT ile kesin olarak hesaplanamamasıdır.