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

Descrizione del progetto

Simulazioni dinamiche molecolari ab initio per colmare le lacune di conoscenza nella catalisi delle zeoliti

Le zeoliti, tra i più importanti catalizzatori della chimica C1, ivi compresa la conversione di CO2, metanolo e altri composti del carbonio in sostanze chimiche a valore aggiunto, svolgeranno un importante ruolo nella transizione verso l’energia pulita. Le conversioni del metanolo catalizzate dalle zeoliti rivestono una particolare rilevanza in tal ambito; ciononostante, i meccanismi di reazione alla loro base sono poco compresi, non essendo stati considerati nel panorama dell’energia libera, il che determina una discrepanza tra gli esperimenti e i calcoli svolti. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto INTDKIN si prefigge di studiare tutti gli aspetti della cinetica in relazione alla conversione del metanolo attraverso le zeoliti mediante il ricorso a simulazioni dinamiche molecolari ab initio accelerate con diversi metodi di campionamento avanzato.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

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Coordinatore

UNIVERSITEIT GENT
Contributo netto dell'UE
€ 191 760,00
Indirizzo
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Belgio
Regione
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato