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Reaction Mechanism of Methanol Conversion in Zeolite by Integrated Diffusion/Reaction Kinetics Model

Descripción del proyecto

Las simulaciones de dinámica molecular «ab initio» colman las brechas del conocimiento en la catálisis de ceolitas

Las ceolitas son uno de los catalizadores más importantes en la química C1, incluida la conversión de CO2, metanol y otros compuestos de carbono en sustancias químicas de valor añadido. Por tanto, desempeñarán un papel fundamental en la transición hacia una energía limpia. Las conversiones de metanol catalizadas por ceolitas tienen una gran importancia, pero aún no se conocen del todo los mecanismos de reacción subyacentes. Estos no se han tenido en cuenta en el panorama de la energía libre, lo que ha creado una discrepancia entre los experimentos y los cálculos. El proyecto INTDKIN, que cuenta con el apoyo las acciones Marie Skłodowska-Curie, tiene como objetivo estudiar la cinética completa de la conversión de metanol en ceolitas utilizando simulaciones de dinámica molecular «ab initio» aceleradas con diferentes métodos de muestreo mejorados.

Objetivo

C1 Chemistry plays a crucial role in providing energy and chemical supplies while meeting environmental requirements, such as carbon neutrality to mitigate global warming and the gradual shift in the supply chain from crude oil to biomass, and other alternative carbon sources. Zeolites, as one kind of important heterogeneous catalysts, create a perfect environment to selectively and effectively convert C1 molecules to chemicals with high economic value, as for instance the transformation of methanol to olefins (MTO) or the methanol carbonylation process. However, the understanding of the reaction mechanisms of these methanol conversions in zeolites is lacking. Up till now the diffusion process of reactants, intermediates, and products in the confined spaces of zeolites has not been considered in the free energy landscape of the catalytic cycle, which leads to a discrepancy between experiments and calculations. Therefore, the proposed integrated diffusion/reaction kinetics model is an essential keystone to understand the high selectivity of zeolites in C1 chemistry. In this project, ab initio molecular dynamic (AIMD) simulations accelerated with different enhanced sampling methods will be employed to study the complete kinetics of methanol conversion in zeolites, including the processes of reactants adsorption/diffusion, reaction, and product diffusion/desorption. This should result in a complete free energy landscape, by which the parameters of zeolites that influence the selectivity of C1 chemistry will be uncovered. The final affinity of this model is to guide the modification, design, and screening of highly effective zeolite catalysts for C1 chemistry in an efficient and adequate manner.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

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Coordinador

UNIVERSITEIT GENT
Aportación neta de la UEn
€ 191 760,00
Dirección
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Bélgica
Región
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos