| รายละเอียดวิทยานิพนธ์ | |
| ชื่อวิทยานิพนธ์ | การแลกเปลี่ยนของสปีชีส์คอปเปอร์ในโพรงแซดเอสเอ็ม-5 ที่ปริมาณคอปเปอร์ต่ำ EXCHANGE OF COPPER SPECIES IN THE CAVITY OF ZSM-5 AT LOW COPPER LOADING. |
| ชื่อนิสิต | เพ็ญกันยา อุ่นจิตต์ Pengunya Unjit |
| ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา | รศ.ดร. วุฒิชัย พาราสุข Asso.Prof. Vudhichai Parasuk, Ph.D. |
| ชื่อสถาบัน | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. บัณฑิตวิทยาลัย Chulalongkorn University. Bangkok (Thailand). Graduate School. |
| ระดับปริญญาและรายละเอียดสาขาวิชา | วิทยานิพนธ์มหาบัณฑิต. วิทยาศาสตร์ (เคมี) Master. Science (Chemistry) |
| ปีที่จบการศึกษา | 2547 |
| บทคัดย่อ(ไทย) | ได้มีการคำนวณด้วยทฤษฎีเดนซิตีฟังก์ชันเนล เพื่อศึกษาการแลกเปลี่ยน Cu('2+) และ Cu('+) และการเกิดออโตรีดักชันของ Cu('2+) ไปเป็น Cu('+) ในโพรง ZSM-5 ที่บริเวณตำแหน่งแลกเปลี่ยน T6T12, T8T8, T7T12-model1 และ T7T12-model2 การหาโครงสร้างเสถียรทั้งหมดในการศึกษานี้หาด้วยวิธี B3LYP/6-31G(d,p) เพื่อให้ได้มาซึ่งโครงสร้างของ ZSM-5 ได้มีการทำการคำนวณด้วยวิธีโมเลกุลาร์ไดนามิกซิมุเลชันบนโครงสร้าง MF1 ที่มีการแทนที่ Si 2 อะตอมด้วย A1 2 อะตอม และดุลประจุลบที่เกินมาด้วย H('+) 2 อนุภาค แบบจำลองคลัสเตอร์ชนิดวง 5- และ 6-T สร้างจากโครงสร้าง HZSM-5 ที่ได้จากคำนวณ โดยที่อะตอม O ที่ตำแหน่งปลายแบบจำลองคลัสเตอร์ ให้อิ่มตัวด้วยอะตอม H พารามิเตอร์ทางโครงสร้างทั้งหมดของแบบจำลองคลัสเตอร์จะถูกรักษาให้คงที่ยกเว้นตำแหน่ง H('+) พันธะ O-H และมุมพันธะ T-O-H ((...)T-O-H) ผลจากการหาโครงสร้างเสถียรได้ค่า O-Hเป็น 0.96 A และ (...)T-O-H อยู่ระหว่าง 115.33(+,ฐ)-118.98(+,ฐ) สำหรับแบบจำลองคลัสเตอร์ของ CuZSM-5สร้างจากแบบจำลองคลัสเตอร์ของ HZSM-5 โดยแทนที่ H('+) ด้วย 1 Cu('2+) หรือ 1 Cu('+) สำหรับ CuZSM-5ที่มีการแลกเปลี่ยนด้วยอิออน 1 อิออน หรือ 2Cu('+) สำหรับ CuZSM-5 ที่มีการแลกเปลี่ยนด้วยอิออน 2 อิออน มีการหาตำแหน่งที่เสถียรเฉพาะตำแหน่ง H('+) Cu('+) และ Cu('2+) พบว่าระยะ O-H('2), Cu('2+)-O และ Cu('+)-O มีระยะอยู่ระหว่าง 0.97-1.00 A, 1.92-4.17 A และ 1.75-5.33 A ตามลำดับ สำหรับบริเวณการแลกเปลี่ยนทั้งหมด พบว่าสปีชีส์ Cu เกิดทั้ง mono- และ bi-coordination กับ ZSM-5 เมื่อพิจารณาถึงพลังงานการแลกเปลี่ยน ((+,D)E(,exch)) บริเวณการแลกเปลี่ยนทั้งหมดมีพลังงานเป็นบวก สปีชีส์ Cu แลกเปลี่ยนที่เสถียรที่สุด คือ Cu('2+) และบริเวณการแลกเปลี่ยนที่ดีที่สุดคือ T6T12 โดยมีค่า (+,D)E(,exch) เท่ากับ 9.19 กิโลแคลอรี่ต่อโมล สำหรับการเกิดออโตรีดักชันของ Cu('2+) ไปเป็น Cu('+) พลังงานการเกิดออโตรีดักชัน ((+,D)E(,auto)) ที่ต่ำที่สุดคือ 1.48.93 กิโลแคลอรี่ต่อโมล โดยเกิดที่บริเวณการแลกเปลี่ยน T7T12-model1 แม้ว่า (+,D)E(,auto) ของ Cu('2+) ในโพรง ZSM-5 ต่ำกว่าในสภาวะสารละลาย แต่ก็ยังมีมูลค่าสูงมาก จากค่า (+,D)E(,exch) และ (+,D)E(,auto) ที่ได้ การแลกเปลี่ยนอิออน Cu และ การเกิดออโต้รีดักชันของ Cu('2+) ไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิห้อง |
| บทคัดย่อ(English) | Density functional theory calculations were performed to examine exchange of Cu('2+) and Cu('+) and autoreduction of Cu('2+) to Cu('+) in the cavity of ZSM-5 at T6T12, T8T8, T7T12-model1, and T7T12 - model2 exchanged site. All geometry optimizations were carried out using B3LYP/6-31G(d,p). To obtain ZSM-5 structures, Molecular Dynamic (MD) Simulations were performed on the MFI structure, in which 2 Si atoms were replaced by 2 Al atoms. Two excess negative charges were balanced by 2 H('+). The cluster models of 5- and 6-T-ring were extracted from the simulated HZSM-5 structures where all terminal oxygen atoms were saturated with H atoms. Geometrical parameters of the cluster were fixed except the position of H('+), O-H bond lengths (O-H), and T-O-H bond angles ((...)T-O-H). The results from optimizations yielded O-H distances of 0.96 A and (...)T-O-H angles of 115.33(+,ฐ)-118.98(+,ฐ). For the cluster model of CuZSM-5, HZSM-5 structures were taken and H('+) were replaced either by 1 Cu('2+), or 1 Cu('+) for one-ion exchanged CuZSM-5 or 2 Cu('+) for two-ion exchanged CuZSM-5. Only positions of H('+), Cu('+), and Cu('2+) were optimized. For O-H('+), Cue('+)-O, and Cu('+)- 0, the distances are between 0.97-1.00 A, 1.92-4.17 A, and 1.75-5.33 A, respectively. For all exchanged sites, Cu species form either mono- or bi- coordination with ZSM-5. When considered exchanged energies ((+,D)E(,exch)), all CuZSM-5 exchanged sites have positive (+D)E(,exch). The most stable exchanged Cu species is Cu('2+) and the most favorable exchanged site is T6T12 With ((+,D)E(,exch)) of 9.19 kcal/mol. For the autoreduction of Cu('2+) to CU('+), lowest autoreduction energy ((+,D)E(,exch)) of 148.93 kcal/mol is for the conversion at T7T12-modell. Although (+,D)(,auto) in ZSM-5 is smaller than that in aqueous solution, still it is very high. From the obtained (+,D)E(,exch) and (+,D)E(,auto), the exchange of bare Cu ion and autoreduction from bare Cu('2+) would not be preferable at room temperature. |
| ภาษาที่ใช้เขียนวิทยานิพนธ์ | |
| จำนวนหน้าของวิทยานิพนธ์ | 92 P. |
| ISBN | 974-17-6080-9 |
| สถานที่จัดเก็บวิทยานิพนธ์ | |
| คำสำคัญ | HZSM-5, CUZSM-5, DENSITY FUNCTIONAL THEORY, EXCHANGED ENERGY, AUTOREDUCTION ENERGY |
| วิทยานิพนธ์ที่เกี่ยวข้อง |
|
