3.4. Absolutely Localized Molecular Orbital Energy Decomposition
Analysis. The ALMO EDA was performed for
adsorption energies on bare cations, on bare cationswith geometric
constraints, and on cation-exchanged Y zeolite clusters. The results
associated with transition metals (Cu and Ag) and alkali cations
(Li,Na, and K) are presented in Figure 7 and Figure 8, respectively.
The two fragments are the adsorbate X and the cation-exchanged
zeolite MY (or bare cation M). The energetic contributions
associated with the charge transfer from and to the adsorbate are
denoted as CT(XfMY) (CT(XfM) for bare cation) and
CT(MYfX) (CT(MfX) for bare cation), respectively. The
FRZ, POL, and GD terms are consolidated into the non-chargetransfer
(non-CT) term in Figures 7 and 8 for simplification, whereas
all of the energy components in eq 2 are tabulated in Tables S4S6
in the Supporting Information.
Upon adsorption on bare Cu and Ag cations, the charge
transfer between the adsorbate and the cation has significant
contributions to the adsorption energy as shown in Figure 7a,b.
For all of the adsorbates studied, contributions from charge
transfers of both directions are present, and the contribution
from the charge transfer from adsorbate to cation is bigger than
that in the opposite direction. For the adsorption energy of a
given adsorbate, the CT contributions on the two cations are
comparable. The non-CT term is larger on Cu than on Ag and is
responsible for the lower adsorption energies on Ag. Comparison
between Figure 7a,b and Figure 7c,d shows that the distortion of
the adsorbatecation complex into the geometry obtained from
the cluster calculations generally results in slight reduction of the
non-CT contributions to the adsorption energies for all of the
adsorbates. An extreme case is the non-CT term of CO on Ag
that becomes negative. Parts e and f of Figure 7 show that the
zeolite cluster greatly reduces the contributions from the non-CT
terms, and the CT terms exceed them in magnitudes. In the cases
of CO, H2S, and N2 adsorbed on CuY and AgY clusters, the
non-CT terms contribute negatively to the adsorption energies.
These negative contributions to the adsorption energies could be
due to the repulsion between the d electrons of Cu or Ag and p
electrons of the adsorbate atom in close vicinity. However, these
adsorbates remain stable energetically due to the fact that the
positive contributions from the CT terms of both directions
exceed the negative contributions from the non-CT terms.
For example, the CT term associated with the charge inflow into
CO is as high as ∼100 kJ/mol. Together with the energetic
contributions from the CT term in the opposite direction and the
negative non-CT term, CO still has the largest adsorption energy
on CuY cluster among all adsorbates. It is also worth noting
that the CT term associated with the outflow of the charge from a
given adsorbate when adsorbed on the clusters is smaller than
the corresponding one pertaining to the bare cation, whereas the
opposite is observed regarding the CT term associated with the
inflow of the charge into a given adsorbate. This suggests that
the zeolite framework reduces the electron-accepting tendencies
of Cu and Ag cations and increases their electron-donating
capabilities. As a result, the zeolite enhances the stabilization of
the adsorbate through charge transfer into the adsorbate, but it
weakens adsorption based on the donation of electrons from the
adsorbate. This effect benefits adsorption complexes with strong
back-donation components. For example, CO is an excellent
electron acceptor, its complexes have significant CT(MfCO)
terms (Figure 7), and thus the strength of its adsorption is
increased relative to H2S when cations are embedded in the
zeolite.
In contrast to Cu- and Ag-containing systems, the adsorption
energies on bare Li, Na, and K cations are dominated by the non-
CT terms as shown in Figure 8ac. The charge transfer from the
adsorbate to the cation has minor contribution to the adsorption
energy, and the contribution from the charge transfer in the
opposite direction is absent. The non-CT terms of the adsorption
energies of the adsorbates studied decrease in the same order
for the three alkali cations: H2O>H2S > CO2 > CO>N2. Even
though in polar molecules the dipole moment could contribute
to strong electrostatic interactions,25 the above trend does not
show correlation with the dipole moments of these adsorbates:
H2O(1.84D)>H2S (0.98 D) >CO(0.12 D) >CO2=N2 (0D).52
For a given adsorbate, the non-CT term contribution to its
adsorption energy decreases with increasing cation radius:
Li > Na > K. Comparison between Figure 8ac and Figure 8df
shows that when the adsorbate and the cation are distorted to
their atomic positions in the cluster calculations, the aforementioned
features are qualitatively preserved except for the non-CT
terms in the adsorption of CO2 and CO that become comparable.
As shown in Figure 8gi, there is noticeable contribution
from the charge transfer from the zeolite to the adsorbate in the
presence of the zeolitic framework. Compared to Figures 8df,
the main difference is that the non-CT contributions to the
adsorption energies are comparable on LiY, NaY, and KY
clusters instead of varying with the size of the cation. As a results,
the adsorption strength of LiY, NaY, and KY to the
adsorbates studied are indistinguishable.
3.4 การอย่างภาษาท้องถิ่นแยกส่วนประกอบของวงโคจรพลังงานโมเลกุล
วิเคราะห์ ALMO EDA ดำเนินการ
ดูดซับพลังงานบนเปลือยเป็นของหายาก ในเรขาคณิตเปลือย cationswith
จำกัด และแลกเปลี่ยน cation Y ใช้ซีโอไลต์คลัสเตอร์ ผล
เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนโลหะ (Cu และ Ag) และแอลคาไลเป็นของหายาก
(Li, Na และ K) จะแสดงในรูปที่ 7 และรูปที่ 8 ตามลำดับ.
การกระจายตัวที่สองเป็น adsorbate X และ cation-แลก
ใช้ซีโอไลต์ M Y (หรือเปลือย cation M) การจัดสรรที่มีพลัง
เกี่ยวข้องกับค่าธรรมเนียมการ โอนย้ายจาก และ adsorbate มี
ตาม CT (XfM Y) (CT(XfM) สำหรับเปลือย cation) และ
CT (M YfX) (CT(MfX) สำหรับเปลือย cation), ตามลำดับ ใน
FRZ, POL และ GD จะรวมเข้าไปในไม่ใช่-chargetransfer
(ไม่ใช่ CT) ระยะเวลาในตัวเลข 7 และ 8 สำหรับรวบ ขณะ
ส่วนประกอบพลังงานใน eq 2 ทั้งหมดจะสนับสนุนในตาราง S4 S6
ใน Supporting ข้อมูล
เมื่อดูดซับบนเปลือย Cu และ Ag เป็นของหายาก ค่าธรรมเนียม
โอนระหว่าง adsorbate cation มีสำคัญ
ผลงานการดูดซับพลังงานดังแสดงในรูปที่ 7a, b.
สำหรับ adsorbates การศึกษา, เงินสมทบจากค่า
โอนทั้งสองทิศทางเป็นปัจจุบัน และสรร
จากค่าธรรมเนียมการ โอนย้ายจาก adsorbate ไป cation นั้นมากกว่า
ที่ในทิศทางตรงกันข้าม สำหรับพลังงานดูดซับเป็น
ให้ adsorbate ผลงาน CT บนเป็นของหายากสองมี
เทียบ คำว่า CT ไม่ใหญ่ใน Cu กว่าใน Ag และ
ชอบล่างดูดซับพลังงานใน Ag เปรียบเทียบ
ระหว่างรูปที่ 7a, b และรูป 7c, d แสดงให้เห็นว่าความผิดเพี้ยนของ
cation adsorbate ซับซ้อนเป็นรูปทรงเรขาคณิตได้รับจาก
คำนวณคลัสเตอร์โดยทั่วไปผลลดลงเล็กน้อย
CT ไม่จัดสรรเพื่อดูดซับพลังงานสำหรับทั้งหมด
adsorbates กรณีเป็นมากคือไม่ใช่ CT ของ CO ใน Ag
ที่กลายเป็นค่าลบ ส่วน e และ f เลข 7 แสดงว่าการ
คลัสเตอร์ที่ใช้ซีโอไลต์มากลดการจัดสรรจากการไม่-CT
เงื่อนไขและเงื่อนไข CT ที่เกินเหล่านั้นใน magnitudes ในกรณี
CO ไข่เน่า และ N2 adsorbed บนคลัสเตอร์ Cu Y และ Ag Y
CT ไม่ใช่เงื่อนไขนำไปสู่พลังงานดูดซับได้ส่ง
ผลงานเหล่านี้เป็นค่าลบเพื่อดูดซับพลังงานอาจ
จาก repulsion ระหว่างอิเล็กตรอนของ Cu หรือ Ag d และ p
อิเล็กตรอนของอะตอม adsorbate ในห้องปิด อย่างไรก็ตาม เหล่านี้
adsorbates ยังคงมีเสถียรภาพหรบ ๆ เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่า
ผลงานบวกจากเงื่อนไข CT ทั้งสองทิศทาง
เกินผลงานติดลบจากการไม่-CT เงื่อนไข
ตัวอย่าง คำ CT เกี่ยวข้องกับกระแสค่าธรรมเนียมเข้า
CO จะสูง kJ/mol. ∼100 ร่วมกับการปรับ
ผลงานจาก CT ในระยะในทิศทางตรงกันข้ามและ
ลบไม่ใช่ CT ระยะ CO ยังมีดูดซับพลังงานที่ใหญ่ที่สุด
บนคลัสเตอร์ Cu Y ระหว่าง adsorbates ทั้งหมด มีเร็ว ๆ
CT คำเกี่ยวข้องกับกระแสของค่าธรรมเนียมจาก การ
ให้ adsorbate เมื่อ adsorbed บนคลัสเตอร์มีขนาดเล็กกว่า
หนึ่งที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับ cation เปลือย ขณะ
ตรงข้ามจะสังเกตเกี่ยวกับคำ CT ที่เกี่ยวข้องกับการ
กระแสค่าเป็น adsorbate ที่กำหนด นี้แนะนำที่
กรอบใช้ซีโอไลต์ลดแนวโน้มรับอิเล็กตรอน
ของ Cu และ Ag เป็นของหายาก และเพิ่มของอิเล็กตรอนอาคาร
ความสามารถในการ ดังนั้น การใช้ซีโอไลต์ช่วยเพิ่มเสถียรภาพของ
adsorbate โดยค่าธรรมเนียมโอนย้ายไป adsorbate แต่
อ่อนดูดซับขึ้นอยู่กับเงินบริจาคของอิเล็กตรอนจาก
adsorbate นี้ผลประโยชน์คอมเพล็กซ์ดูดซับกับแข็งแรง
ส่วนประกอบหลังบริจาค ตัวอย่าง CO เป็นที่ที่ดีเยี่ยม
อิเล็กตรอน acceptor คอมเพล็กซ์มีสำคัญ CT (MfCO)
เงื่อนไข (รูปที่ 7), และความแข็งแรงของการดูดซับเป็น
เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับไข่เน่าเมื่อเป็นของหายากถูกฝังอยู่ใน
ใช้ซีโอไลต์.
ตรงข้ามประกอบด้วย Cu และ Ag ระบบ การดูดซับ
พลังงานบนเปลือยเป็นของ Li, Na และ K หายากถูกครอบงำ โดยการใช่
CT เงื่อนไขดังแสดงในรูปที่ 8a c ค่าธรรมเนียมการโอนย้ายจาก
adsorbate กับ cation มีสัดส่วนเล็กน้อยเพื่อการดูดซับ
พลังงาน และเงินสมทบจากค่าธรรมเนียมโอน
ตรงข้ามทิศทางจะขาด เงื่อนไขไม่ใช่ CT การดูดซับการ
พลังงานของ adsorbates การศึกษาลดลงในใบสั่งเดียวกัน
สำหรับเป็นของหายากสามด่าง: H2O > ไข่เน่า > CO2 > CO > N2 แม้
ว่าในโมเลกุลที่มีขั้ว dipole ขณะนี้สามารถนำ
เพื่อแรงงานโต้ตอบ 25 แนวโน้มข้างต้นไม่ได้
แสดงความสัมพันธ์กับช่วงเวลา dipole ของ adsorbates:
H2O(1.84D) เหล่านี้ > ไข่เน่า (0.98 D) > CO (0.12 D) > CO2 = N2 (0D) 52
สำหรับ adsorbate กำหนด ผันแปรไม่ใช่ CT ระยะการของ
ดูดซับพลังงานที่ลดลงกับเพิ่มรัศมี cation:
Li > นา > คุณเปรียบเทียบระหว่างรูปที่ 8a c และ f 8d รูป
แสดงให้เห็นว่าเมื่อ adsorbate และ cation จะผิดเพี้ยนไป
ตำแหน่งของอะตอมในการคำนวณคลัสเตอร์ ดังกล่าว
qualitatively มีเก็บคุณสมบัติยกเว้นไม่ใช่-CT
เงื่อนไขในการดูดซับ CO และ CO2 ที่จะเทียบเคียง
ดังแสดงในรูปที่ 8 g ฉัน มีสัดส่วนอย่างเห็นได้ชัด
จากโอนย้ายค่าจากการใช้ซีโอไลต์ไป adsorbate ใน
ของกรอบ zeolitic เมื่อเทียบกับตัวเลข 8 f d,
แตกต่างที่สำคัญคือ การจัดสรรไม่ใช่ CT เพื่อ
ดูดซับพลังงานได้เทียบเท่า Li Y, Y นา และ K Y
คลัสเตอร์แทนแตกต่างกันด้วยขนาดของ cation เป็นผลลัพธ์,
แรงดูดซับของ Li Y, Y นา และ Y K เพื่อการ
adsorbates ศึกษาจะจำแนกไม่ได้
การแปล กรุณารอสักครู่..
3.4 . อย่างถิ่นโคจรโมเลกุลสลาย
พลังการวิเคราะห์ ที่ถูกจัดขึ้นเพื่อ almo EDA การดูดซับไอออนพลังงาน
คลอดคลอด , cationswith เรขาคณิต
ข้อจำกัดและการแลกเปลี่ยนบนซีโอไลต์ Y กลุ่ม ผลลัพธ์
ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนโลหะ ( ทองแดง และ AG ) และอัลคาไลแคต
( หลี่ นา , และ K ) จะแสดงในรูปที่ 7 รูปที่ 8
)ทั้งสองชิ้นส่วนจะดูดซับ X และการแลกเปลี่ยน
M ซีโอไลต์ Y ( หรือ M การเปลือย ) ความกระตือรือร้น
เกี่ยวข้องกับค่าธรรมเนียมการโอนและการดูดซับจะ
กล่าวคือเป็น CT ( xfm Y ) ( CT ( xfm ) สำหรับการเปลือย ) และ
( M yfx ซีที ( CT ) ( mfx ) สำหรับการเปลือย ) ตามลำดับ
frz โพล และแง่ GD จะรวมเป็นไม่ chargetransfer
( ไม่ใช่ CT ) ระยะตัวเลข 7 และ 8 ในขณะที่
ของพลังงานทั้งหมดส่วนประกอบใน EQ 2 วิจัยในตาราง S4 s6
ในการสนับสนุนข้อมูล .
เมื่อดูดซับบน Cu และ Ag ไอออน , ประจุ
โอนระหว่างดูดซับและไอออนบวกได้อย่างมีนัยสำคัญ
บริจาคเพื่อการดูดซับพลังงาน ดังแสดงในรูปที่ 0 , B .
สำหรับทั้งหมดของชั่วโมงเรียนผลงานจากค่าใช้จ่าย
โอนของทั้งสองเส้นทางที่มีอยู่และการสนับสนุน
จากค่าธรรมเนียมการโอนจากการดูดซับจะใหญ่กว่า
ในทิศทางตรงกันข้าม สำหรับการดูดซับพลังงานของ
ให้ดูดซับ , CT เขียนบนสองชนิดคือ
เทียบเคียง ไม่ใช่ CT ระยะทองแดงขนาดใหญ่กว่า และเป็นผู้รับผิดชอบในการดูดซับพลังงาน
กว่าในรุ่นการเปรียบเทียบระหว่างรูป
0 B รูปที่ 5 , D พบว่า การบิดเบือนของ
ดูดซับไอออนบวกที่ซับซ้อนให้เป็นรูปทรงที่ได้จากการคำนวณโดยทั่วไปผลลัพธ์ในกลุ่ม
ไม่ลดเล็กน้อยของ CT ต่อการดูดซับพลังทั้งหมดของ
ชั่วโมง . กรณีสุดขั้วไม่ใช่ CT ระยะของ CO ในเอจี
ที่กลายเป็นลบ ส่วน E และ F ของรูปที่ 7 แสดงให้เห็นว่า
ซีโอไลต์ กลุ่มลดเงินไม่ใช่ CT
แง่และ CT เงื่อนไขเกินเหล่านั้นในขนาด ในกรณี
ของ Co , h2s และ N2 ดูดซับทองแดง Y
Y โดย กลุ่ม CT เงื่อนไขไม่ส่งผลในทางลบต่อการดูดซับพลังงาน
เขียนลบเหล่านี้เพื่อการดูดซับพลังงานได้
เนื่องจากแรงผลักระหว่าง d อิเล็กตรอนของจุฬาฯ หรือ AG และ p
อิเล็กตรอนในอะตอมดูดซับอยู่บริเวณใกล้เคียง อย่างไรก็ตาม ยังคงมีเสถียรภาพซึ่งมีพลังดูดซับเหล่านี้
เนื่องจากว่าผลงานเป็นบวกจาก CT ทั้งของเส้นทาง
เกินผลงานเชิงลบจากข้อตกลงไม่ CT .
ตัวอย่างเช่น CT ในระยะที่เกี่ยวข้องกับประจุไหลเข้าสู่
Co เป็นสูงเป็น∼ 100 kJ / mol พร้อมกับกระปรี้กระเปร่า
ผลงานจาก CT ระยะในทิศทางตรงกันข้ามและ
ลบไม่ CT ระยะ Co ยังคงมีการดูดซับพลังงานที่ใหญ่ที่สุดในกลุ่ม
Cu Y ในชั่วโมง . นอกจากนี้ยังมีมูลค่า noting
ที่ CT ในระยะที่เกี่ยวข้องกับการรั่วไหลของประจุจาก
ให้ดูดซับเมื่อถูกดูดซับบนคลัสเตอร์มีขนาดเล็กกว่า
ที่ 1 เกี่ยวข้องกับการเปลือย ส่วน
ตรงข้ามจะสังเกตเกี่ยวกับ CT ระยะยาวที่เกี่ยวข้องกับการไหลของประจุใน
ให้ดูดซับ . นี้แสดงให้เห็นว่า
ซีโอไลต์กรอบลดอิเล็กตรอนยอมรับแนวโน้ม
ของทองแดงและ Ag ไอออนและเพิ่มของอิเล็กตรอนบริจาค
ความสามารถ เป็นผลให้ , ซีโอไลท์ช่วยเพิ่มเสถียรภาพของ
ดูดซับผ่านค่าธรรมเนียมการโอนเป็นสารที่ถูกดูดซับ แต่มัน
ลดการดูดซับขึ้นอยู่กับการบริจาคของอิเล็กตรอนจาก
ดูดซับ . ผลประโยชน์นี้ผลการดูดซับเชิงซ้อนแข็งแรง
กลับมาบริจาคส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น Co เป็นพระนาสิกอิเล็กตรอนยอดเยี่ยม
, เชิงซ้อนที่สําคัญ CT ( mfco )
แง่ ( รูปที่ 7 ) , และดังนั้น ความแข็งแรงของการดูดซับจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับ h2s
เมื่อไอออนบวกฝังอยู่ในซีโอไลต์
.ในทางตรงกันข้ามกับจุฬาฯ - AG ที่มีระบบการดูดซับพลังงาน
คลอดหลี่ นา และ เค ทำให้เป็น dominated โดย non -
CT เงื่อนไขดังแสดงในรูปที่ 8A C ค่าธรรมเนียมการโอนจาก
ดูดซับเพื่อมีส่วนร่วมในการดูดซับประจุบวกได้เล็กน้อย
พลังงานและการสนับสนุนจากค่าธรรมเนียม โอนใน
ตรงข้ามไม่ได้ ไม่ใช่เงื่อนไขของการดูดซับ
CTพลังของชั่วโมงเรียนลดลง
สั่งเดียวกันสามด่างไอออน : H2O > > > > h2s คาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 . แม้
ถึงแม้ว่าในโมเลกุลมีขั้วที่ไดโพลโมเมนต์อาจมีส่วนร่วม
เพื่อปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิตแข็งแรง 25 แนวโน้มข้างต้นไม่ได้
แสดงความสัมพันธ์กับไดโพล ช่วงเวลาของชั่วโมงเหล่านี้ :
H2O ( 1.84d ) > h2s ( 0.98 D ) > CO ( 0.12 D ) > CO2 = 2 ( 0d 52
ให้ ) ดูดซับ ,ไม่ใช่การบริจาค
CT ระยะการดูดซับพลังงานลดลงด้วยการเพิ่มรัศมีการ :
li > na > K . เปรียบเทียบระหว่างรูป 8A C และรูป 8D f
แสดงว่าเมื่อดูดซับและการจะเพี้ยน
ตำแหน่งอะตอมของพวกเขาในกลุ่มการคำนวณ คุณลักษณะเชิงคุณภาพดังกล่าว
ไว้ยกเว้น
ไม่ใช่ CTเงื่อนไขในการดูดซับ CO2 และ Co กลายเป็นเปรียบ
ดังแสดงในรูปที่ 8 ผมมี
ผลงานเห็นได้ชัดจากค่าธรรมเนียมการโอนจากซีโอไลต์เพื่อดูดซับใน
มีกรอบ zeolitic . เมื่อเทียบกับตัวเลข 8D F ,
ความแตกต่างหลักที่ไม่ใช่ CT บริจาคเพื่อดูดซับพลังทัดเทียมกับหลี่
Y นา Y
Y และเคกลุ่มแทนของที่แตกต่างกันกับขนาดของไอออนบวก ผลการ
ความแข็งแรงของหลี่ นา Y Y , K y
ชั่วโมงเรียนจะอก
การแปล กรุณารอสักครู่..