3.1Adsorption of CO2 on Cu Alkoxide

3.1Adsorption of CO2 on Cu Alkoxide Functionalization on MOF-5
The optimized cluster structures of pure MOF-5, Cu-MOF-5, and its interaction with CO2 are shown in Figure 2. Tables 1 and 2 show the partial charges and selected geometrical parameters for these systems, respectively. The average C–C bond distance (bz) in the benzene ring and the C–O–C bond angle () of the pure MOF-5 cluster calculated by the M06-L method are 1.40 Å and 124.7°, respectively. These values are in good agreement with the experimental results of 1.39 and 126.4°, respectively.(39) For the Cu-MOF-5 cluster, the Cu2+ is coordinated with two oxygen atoms on the benzene ring of the BDC organic linkers. This model is equivalent to the model in previous theoretical calculations of metal-alkoxide-functionalized MOFs.(36) The distances between the Cu and oxygen atoms (O1 and O2) are equal at 1.97 Å. The partial atomic charge of the Cu is reduced to +0.771|e|. (See Table 1.) This is because of the electron transferred from O1 and O2 to the Cu site.
Table 1. Partial Charges on the Reaction Coordinated of the CO2 Hydrogenation on Cu-MOF-5
NPA charge (e)
reaction coordinates Cu Oc C Oc′ CO2
isolated 2.000 –0.514 1.028 –0.514 0.000
Cu-MOF-5 0.771
Ads 0.720 –0.599 1.102 –0.464 0.039
Coads 0.722 –0.598 1.103 –0.463 0.041
TS_C 0.726 –0.747 0.794 –0.452 –0.405
Prod 0.681 –0.782 0.674 –0.530 –0.637
TS1_S 0.791 –0.706 0.915 –0.510 –0.301
Int_S 0.838 –0.766 0.656 –0.592 –0.701
TS2_S 0.761 –0.866 0.672 –0.582 –0.775
The CO2 molecule adsorbs on the Cu site via a lone pair electron interaction with the distance between Oc and Cu of 1.98 Å (Figure 2c) and the Cu•••O–C angle of 147.7°. This interaction shortens the Cu–O1 distances to 1.94 Å, while the Cu–O2 distances are lengthened from 1.97 to 2.07 Å. The linear structure of CO2 is slightly distorted from its isolate molecule with the O–C–O angle of 178.4°. In addition, the C-Oc bond length is slightly lengthened from 1.17 to 1.18 Å, while the length of the C–Oc′ bond is shortened by 0.01 Å. The trends of these structural results are comparable to those observed in the previous theoretical studies of CO2 adsorption on alkali-metal exchanged zeolites,(56, 57) Mg-MOF-74,(58) and also on Cu-BTC.(59) The adsorption complex provides the stretching and bending vibration of CO2 at 2502.9 and 624.0 cm–1. There are slight blue shifts by 4.2 cm–1 for the stretching mode and the red -shift by 35.4 cm–1 for the bending mode with respect to corresponding vibration in the isolated CO2 molecule (2498.7 and 659.4 cm–1 for stretching and bending, respectively). These slightly changed vibrational frequencies are clearly the result of some distortion of the CO2 structure in the adsorption complex. Moreover, the electron transfer from CO2 to the Cu active site leads to the decrease in the positive charge on the Cu site from +0.771 to +0.720|e|, while the total charge of the CO2 molecule is more positive by +0.039|e| (cf. Table 1). However, the partial charge of Oc compared with the isolated molecule is more negative (from −0.514 to −0.599|e|) by reason of the electrons induced from C and Oc′ to Oc. The adsorption energy of CO2 on Cu-MOF-5 is calculated to be −13.5 kcal/mol. This is higher than the theoretical values of CO2 adsorbed on Cu-BTC (∼8 kcal/mol),(59, 60) which is probably due to the more available Cu active site on Cu-MOF-5. This result shows that the Cu-MOF-5 is one of the suitable materials for CO2 adsorption.
3.2Reaction Mechanisms of CO2 Hydrogenation to Formic Acid
The reaction mechanism of CO2 hydrogenation to formic acid over Cu-MOF-5 is proposed and systemically investigated via two possible reaction pathways. The first one is called the concerted mechanism in which the reaction occurs in one step without a reaction intermediate. The second one is the stepwise mechanism in which the MOF-5 framework assisted the H–H breaking and the reaction intermediate is formed. The optimized structures are shown in Figures 3 and 4 for both the concerted and stepwise mechanisms, respectively, and selected geometrical parameters are shown in Table 3.
figure
Figure 3. Optimized structures of (a) the CO2 and H2 coadsorption complex (Coads), (b) transition state (TS_C), and (c) formic acid adsorption complex (Prod) for the concerted mechanism of the CO2 hydrogenation on Cu-MOF-5.

figure
Figure 4. Optimized structures of the transition states and intermediate for the stepwise mechanism of the CO2 hydrogenation on Cu-MOF-5: (a) first transition state (TS1_S), (b) formate intermediate (Int_S), and (c) second transition state (TS2_S).

Table 2. Optimized Geometrical Parameters of Isolated MOF-5 Cluster and CO2 Adsorption on Cu-MOF-5
parameters isolated cluster isolated Cu-MOF-5 cluster CO2 adsorption (Ads)
Distances (Å)
bz 1.40 1.43 1.43
C1–C2 1.39 1.51 1.51
O1–C1 1.27 1.27
O2–C2 1.27 1.26
Cu–O1 1.97 1.94
Cu–O2 1.97 2.07
Cu-Oc 1.98
Oc-C 1.17 1.18
C-Oc′ 1.17 1.16
Angles (deg)
Cu–Oc–C 147.7
Oc–C–Oc′ 180 178.4
Table 3. Optimized Geometrical Parameters of the Species Involved in the CO2 Hydrogenation on Cu-MOF-5
parameters CO2 and H2 adsorption (Coads) concerted transition state (TS_C) formic acid product (Prod) stepwise transition state 1 (TS1_S) formate intermediate (Int) stepwise transition state 2 (TS2_S)
Distances (Å)
bz 1.43 1.43 1.43 1.42 1.42 1.42
C1–C2 1.50 1.51 1.51 1.48 1.45 1.49
O1–C1 1.27 1.27 1.26 1.28 1.28 1.28
O2–C2 1.27 1.26 1.27 1.30 1.34 1.29
Cu–O1 1.94 1.96 2.08 1.91 1.85 1.87
Cu–O2 2.07 2.05 1.93 2.14 2.43 2.80
Cu-Oc 1.98 1.94 1.97 1.93 1.81 1.90
Oc-C 1.18 1.29 1.38 1.23 1.31 1.34
C-Oc′ 1.16 1.18 1.19 1.19 1.21 1.21
H1–H2 0.75 1.00 2.83 0.92 3.42 3.20
H1–C 2.93 1.33 1.11 1.44 1.12 1.11
H2–O2 2.33 - 4.54 1.32 0.99 1.13
H2-Oc 3.24 1.36 0.97 2.57 4.17 1.30
Angles (deg)
Cu–Oc–C 178.3 131.4 129.8 126.2 125.389 137.2
Oc–C–Oc′ 178.3 143.1 123.1 143.9 126.594 125.1
3.2.1Concerted Reaction Mechanism
The concerted reaction mechanism is proposed to take place in a single step of the CO2 hydrogenation to form the formic acid. The reaction starts with the CO2 adsorbed on the Cu ion active site with the energy of −13.5 kcal/mol that is previously mentioned. The hydrogen molecule (H2) is then coadsorbed next to the adsorbed CO2 to form the coadsorption complex (Coads), as shown in Figure 3a. In this complex, the H1–H2 distance slightly increases from the isolated H2 molecule by 0.01 Å upon absorption. The intermolecular distances of C•••H1 and H2•••O2 are 2.93 and 2.33 Å, respectively. The coadsorption energy with respect to isolated reactants is calculated to be −13.9 kcal/mol. In the transition state (TS_C) of this pathway, the CO2 is simultaneously hydrogenated at the C and Oc atoms to form the product of formic acid. The H1–H2 bond distance is lengthened from 0.75 to 1.00 Å, while the distance of the C–H1 and Oc-H2 is shortened to be 1.33 and 1.36 Å, respectively. The angle of Oc-C-Oc′ is reduced from 178.3 to 143.2°. Normal mode analysis for this transition state is at 2327.6i cm–1, corresponding to the breaking of the H1–H2 bond and simultaneously the H1 and H2 are moving toward the C and Oc atoms, respectively. The activation energy is calculated to be 67.2 kcal/mol. Then, the formic acid product (Prod) is formed over the Cu active site of Cu-MOF-5 with the interaction energy of −9.8 kcal/mol. Finally, the adsorbed formic acid is desorbed endothermically and requires an energy of 18.0 kcal/mol.
3.2.2Stepwise Reaction Mechanism
The stepwise reaction mechanism is an alternative for the hydrogenation of CO2 to formic acid. This mechanism is proposed to proceed in a two-step process, consisting of the formation of a formate (HCOO) intermediate and the conversion of the intermediate to the formic acid product. This proposed mechanism is similar to the CO2 hydrogenation on alkali metal zeolites.(61) The reaction is initialized by the coadsorption complex between CO2 and H2 over the Cu active site of MOF (Coads) with the adsorption energy of −13.9 kcal/mol. Subsequently, the CO2 is first hydrogenated at its carbon atom to form a formate (HCOO) intermediate. At the transition state (TS1_S), the H1–H2 bond of the H2 molecule is ruptured and the H1 and H2 are transferred to the carbon C of adsorbed CO2 and the O2 of Cu-MOF-5, respectively. As a result, the intramolecular H1–H2 bond is lengthened by 0.17 Å, while the intermolecular of C•••H1 and H2•••O2 distances are shortened from 2.93 to 1.44 Å and 2.33 to 1.32 Å, respectively. The sp hybridization of carbon (C) in the CO2 molecule is changed to sp2 hybridization. Frequency calculation reveals one imaginary frequency at 1131.2i cm–1 related with the transition state, which corresponds to movement along the reaction coordinate in which the H1–H2 bond was broken and the H1–C and H2–O2 bonds were formed simultaneously. The activation energy of this step is 24.2 kcal/mol. The result of this is that the formate intermediate (Int_S) is formed and adsorbed on the Cu site via the interaction between Cu and Oc with the distance of 1.97 Å. This specie is also reported as a stable intermediate for the first hydrogen addition to CO2 in the reaction of CO2 hydrogenation on Cu(111).(62) The complexation energy of the intermediate is −18.4 kcal/mol, which is more stable than that for the coadsorption complex of CO2 and H2.
In step 2, the formate intermediate is further hydrogenated to produce the formic acid product. The transition state of this step, as shown in Figure 4c (TS2_S), involves the concerted bond breaking of the O2–H2 bond and the formation of the H2-Oc bond. The O2–H2 distance is lengthened from 0.99 to 1.13 Å, and the distance of H2•••Oc is contracted to be 1.30 Å. The resulting transition state is confirmed by the frequency calculation with one imaginary frequency at 692.3i cm–1. This frequency is associated with the b

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.1Adsorption ของ CO2 ใน Functionalization Cu Alkoxide ในกระทรวงการคลัง-5โครงสร้างของกระทรวงการคลัง 5 บริสุทธิ์ Cu-กระทรวงการคลัง-5 และการโต้ตอบกับ CO2 คลัสเตอร์ให้เหมาะจะแสดงในรูปที่ 2 ตารางที่ 1 และ 2 แสดงค่าธรรมเนียมบางส่วนและเลือกพารามิเตอร์ geometrical สำหรับระบบเหล่านี้ ตามลำดับ C – C เฉลี่ยพันธบัตร(ห่างจากที่พักbz) วงแหวนเบนซีนและพันธะ C-O-C มุม() ของคลัสเตอร์ 5 กระทรวงบริสุทธิ์ตามวิธี M06-L เป็น 1.40 Å 124.7° ตามลำดับ ค่าเหล่านี้อยู่ในข้อตกลงที่ดีกับผลการทดลองของ 126.4 และ 1.39 องศา ตามลำดับ (39) สำหรับคลัสเตอร์ Cu-กระทรวงการคลัง-5, Cu2 + ได้ประสานกับสองอะตอมออกซิเจนในวงแหวนเบนซีนของ linkers อินทรีย์ BDC รุ่นนี้จะเหมือนกับแบบจำลองในการคำนวณก่อนหน้านี้ทฤษฎีของโลหะ-alkoxide-functionalized MOFs (36)ระยะทางระหว่างอะตอมออกซิเจนและ Cu (O1 และ O2) เท่ากันที่ 1.97 Å ค่าธรรมเนียมบางส่วนอะตอมของ Cu จะลดลงเป็น + 0.771|e| (ดูตารางที่ 1) นี่คือเนื่องจากอิเล็กตรอนที่ถ่ายโอนจาก O1 และ O2 ไป Cuตารางที่ 1 ค่าธรรมเนียมบางส่วนในปฏิกิริยาร่วมของ CO2 ไฮโดรจีเนชันใน Cu-กระทรวงการคลัง-5 ค่าธรรมเนียม NPA (e)ปฏิกิริยาประสาน Cu องศาเซลเซียส C Oc′ CO2แยกต่างหาก –0.514 2000 1.028 –0.514 0.000Cu-กระทรวงการคลัง-5 0.771 โฆษณา 0.720 –0.599 1.102 –0.464 0.039Coads 0.722 –0.598 1.103 –0.463 0.041TS_C 0.726 –0.747 0.794 –0.452 –0.405กระทุ้ง 0.681 –0.782 0.674 –0.530 –0.637TS1_S 0.791 –0.706 0.915 –0.510 –0.301Int_S 0.838 –0.766 0.656 –0.592 –0.701TS2_S 0.761 –0.866 0.672 –0.582 –0.775The CO2 molecule adsorbs on the Cu site via a lone pair electron interaction with the distance between Oc and Cu of 1.98 Å (Figure 2c) and the Cu•••O–C angle of 147.7°. This interaction shortens the Cu–O1 distances to 1.94 Å, while the Cu–O2 distances are lengthened from 1.97 to 2.07 Å. The linear structure of CO2 is slightly distorted from its isolate molecule with the O–C–O angle of 178.4°. In addition, the C-Oc bond length is slightly lengthened from 1.17 to 1.18 Å, while the length of the C–Oc′ bond is shortened by 0.01 Å. The trends of these structural results are comparable to those observed in the previous theoretical studies of CO2 adsorption on alkali-metal exchanged zeolites,(56, 57) Mg-MOF-74,(58) and also on Cu-BTC.(59) The adsorption complex provides the stretching and bending vibration of CO2 at 2502.9 and 624.0 cm–1. There are slight blue shifts by 4.2 cm–1 for the stretching mode and the red -shift by 35.4 cm–1 for the bending mode with respect to corresponding vibration in the isolated CO2 molecule (2498.7 and 659.4 cm–1 for stretching and bending, respectively). These slightly changed vibrational frequencies are clearly the result of some distortion of the CO2 structure in the adsorption complex. Moreover, the electron transfer from CO2 to the Cu active site leads to the decrease in the positive charge on the Cu site from +0.771 to +0.720|e|, while the total charge of the CO2 molecule is more positive by +0.039|e| (cf. Table 1). However, the partial charge of Oc compared with the isolated molecule is more negative (from −0.514 to −0.599|e|) by reason of the electrons induced from C and Oc′ to Oc. The adsorption energy of CO2 on Cu-MOF-5 is calculated to be −13.5 kcal/mol. This is higher than the theoretical values of CO2 adsorbed on Cu-BTC (∼8 kcal/mol),(59, 60) which is probably due to the more available Cu active site on Cu-MOF-5. This result shows that the Cu-MOF-5 is one of the suitable materials for CO2 adsorption.3.2Reaction กลไกของไฮโดรจีเนชันของ CO2 กับกรดกลไกปฏิกิริยาของไฮโดรจีเนชันของ CO2 กับกรดมากกว่า Cu-กระทรวงการคลัง-5 เสนอ และสอบสวนผ่านสองปฏิกิริยาได้มนต์ systemically คนแรกคือกลไกสนับสนุนจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในขั้นตอนเดียวโดยไม่มีปฏิกิริยาเป็นกลาง สองคือ กลไก stepwise ในกรอบ 5 กระทรวงช่วยแบ่ง H – H และเกิดปฏิกิริยาปานกลาง โครงสร้างให้เหมาะจะแสดงตัวเลข 3 และ 4 สำหรับทั้งกัน และ stepwise กลไก ตามลำดับ และ geometrical พารามิเตอร์ที่เลือกจะแสดงในตาราง 3รูปรูปที่ 3 เพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของ (ก) CO2 และ H2 coadsorption ซับซ้อน (Coads), (ข) การเปลี่ยนสถานะ (TS_C), และ (c) กรดดูดซับซับซ้อน (Prod) สำหรับกลไกกันของ CO2 ไฮโดรจีเนชันใน Cu-กระทรวงการคลัง-5รูปรูปที่ 4 ปรับโครงสร้างของอเมริกาช่วงกลางสำหรับกลไก stepwise ของ CO2 ไฮโดรจีเนชันใน Cu-กระทรวงการคลัง-5: (ก) ก่อน เปลี่ยนสถานะ (TS1_S), (b) รูปแบบเอกสารกลาง (Int_S), และ (c) สอง เปลี่ยนสถานะ (TS2_S)ตารางที่ 2 พารามิเตอร์ให้เหมาะ Geometrical แยกกระทรวง 5 คลัสเตอร์และดูดซับ CO2 ใน Cu-กระทรวงการคลัง-5คลัสเตอร์แยกพารามิเตอร์การดูดซับ CO2 คลัสเตอร์ของ Cu-กระทรวงการคลัง-5 (โฆษณา) ที่แยกต่างหากระยะทาง (Å)bz 1.40 1.43 1.43C1 – C2 1.39 1.51 1.51O1 – C1 1.27 1.27O2 – C2 1.27 1.26Cu – O1 1.97 1.94Cu–O2 1.97 2.07Cu-Oc 1.98Oc-C 1.17 1.18C-Oc′ 1.17 1.16Angles (deg)Cu–Oc–C 147.7Oc–C–Oc′ 180 178.4Table 3. Optimized Geometrical Parameters of the Species Involved in the CO2 Hydrogenation on Cu-MOF-5parameters CO2 and H2 adsorption (Coads) concerted transition state (TS_C) formic acid product (Prod) stepwise transition state 1 (TS1_S) formate intermediate (Int) stepwise transition state 2 (TS2_S)Distances (Å)bz 1.43 1.43 1.43 1.42 1.42 1.42C1–C2 1.50 1.51 1.51 1.48 1.45 1.49O1–C1 1.27 1.27 1.26 1.28 1.28 1.28O2–C2 1.27 1.26 1.27 1.30 1.34 1.29Cu–O1 1.94 1.96 2.08 1.91 1.85 1.87Cu–O2 2.07 2.05 1.93 2.14 2.43 2.80Cu-Oc 1.98 1.94 1.97 1.93 1.81 1.90Oc-C 1.18 1.29 1.38 1.23 1.31 1.34C-Oc′ 1.16 1.18 1.19 1.19 1.21 1.21H1–H2 0.75 1.00 2.83 0.92 3.42 3.20H1–C 2.93 1.33 1.11 1.44 1.12 1.11H2–O2 2.33 - 4.54 1.32 0.99 1.13H2-Oc 3.24 1.36 0.97 2.57 4.17 1.30Angles (deg)Cu–Oc–C 178.3 131.4 129.8 126.2 125.389 137.2Oc–C–Oc′ 178.3 143.1 123.1 143.9 126.594 125.13.2.1Concerted Reaction MechanismThe concerted reaction mechanism is proposed to take place in a single step of the CO2 hydrogenation to form the formic acid. The reaction starts with the CO2 adsorbed on the Cu ion active site with the energy of −13.5 kcal/mol that is previously mentioned. The hydrogen molecule (H2) is then coadsorbed next to the adsorbed CO2 to form the coadsorption complex (Coads), as shown in Figure 3a. In this complex, the H1–H2 distance slightly increases from the isolated H2 molecule by 0.01 Å upon absorption. The intermolecular distances of C•••H1 and H2•••O2 are 2.93 and 2.33 Å, respectively. The coadsorption energy with respect to isolated reactants is calculated to be −13.9 kcal/mol. In the transition state (TS_C) of this pathway, the CO2 is simultaneously hydrogenated at the C and Oc atoms to form the product of formic acid. The H1–H2 bond distance is lengthened from 0.75 to 1.00 Å, while the distance of the C–H1 and Oc-H2 is shortened to be 1.33 and 1.36 Å, respectively. The angle of Oc-C-Oc′ is reduced from 178.3 to 143.2°. Normal mode analysis for this transition state is at 2327.6i cm–1, corresponding to the breaking of the H1–H2 bond and simultaneously the H1 and H2 are moving toward the C and Oc atoms, respectively. The activation energy is calculated to be 67.2 kcal/mol. Then, the formic acid product (Prod) is formed over the Cu active site of Cu-MOF-5 with the interaction energy of −9.8 kcal/mol. Finally, the adsorbed formic acid is desorbed endothermically and requires an energy of 18.0 kcal/mol.3.2.2Stepwise Reaction Mechanism
The stepwise reaction mechanism is an alternative for the hydrogenation of CO2 to formic acid. This mechanism is proposed to proceed in a two-step process, consisting of the formation of a formate (HCOO) intermediate and the conversion of the intermediate to the formic acid product. This proposed mechanism is similar to the CO2 hydrogenation on alkali metal zeolites.(61) The reaction is initialized by the coadsorption complex between CO2 and H2 over the Cu active site of MOF (Coads) with the adsorption energy of −13.9 kcal/mol. Subsequently, the CO2 is first hydrogenated at its carbon atom to form a formate (HCOO) intermediate. At the transition state (TS1_S), the H1–H2 bond of the H2 molecule is ruptured and the H1 and H2 are transferred to the carbon C of adsorbed CO2 and the O2 of Cu-MOF-5, respectively. As a result, the intramolecular H1–H2 bond is lengthened by 0.17 Å, while the intermolecular of C•••H1 and H2•••O2 distances are shortened from 2.93 to 1.44 Å and 2.33 to 1.32 Å, respectively. The sp hybridization of carbon (C) in the CO2 molecule is changed to sp2 hybridization. Frequency calculation reveals one imaginary frequency at 1131.2i cm–1 related with the transition state, which corresponds to movement along the reaction coordinate in which the H1–H2 bond was broken and the H1–C and H2–O2 bonds were formed simultaneously. The activation energy of this step is 24.2 kcal/mol. The result of this is that the formate intermediate (Int_S) is formed and adsorbed on the Cu site via the interaction between Cu and Oc with the distance of 1.97 Å. This specie is also reported as a stable intermediate for the first hydrogen addition to CO2 in the reaction of CO2 hydrogenation on Cu(111).(62) The complexation energy of the intermediate is −18.4 kcal/mol, which is more stable than that for the coadsorption complex of CO2 and H2.
In step 2, the formate intermediate is further hydrogenated to produce the formic acid product. The transition state of this step, as shown in Figure 4c (TS2_S), involves the concerted bond breaking of the O2–H2 bond and the formation of the H2-Oc bond. The O2–H2 distance is lengthened from 0.99 to 1.13 Å, and the distance of H2•••Oc is contracted to be 1.30 Å. The resulting transition state is confirmed by the frequency calculation with one imaginary frequency at 692.3i cm–1. This frequency is associated with the b

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.1Adsorption ของ CO2 ใน Cu Alkoxide Functionalization กระทรวงการคลังเมื่อวันที่ 5
โครงสร้างกลุ่มที่ดีที่สุดของกระทรวงการคลังบริสุทธิ์-5-Cu-5 กระทรวงการคลังและการมีปฏิสัมพันธ์กับ CO2 จะแสดงในรูปที่ 2 ตารางที่ 1 และ 2 แสดงค่าใช้จ่ายบางส่วนและเลือกทางเรขาคณิต พารามิเตอร์สำหรับระบบเหล่านี้ตามลำดับ เฉลี่ยระยะพันธบัตร C-C (BZ) ในแหวนเบนซินและมุมพันธบัตร C-O-C () ของกระทรวงการคลังบริสุทธิ์กลุ่ม-5 คำนวณโดยวิธี M06-L เป็น 1.40 และ 124.7 องศาตามลำดับ ค่าเหล่านี้อยู่ในข้อตกลงที่ดีกับผลการทดลอง 1.39 และ 126.4 องศาตามลำดับ. (39) สำหรับ Cu-MOF-5 กลุ่ม Cu2 + มีการประสานงานกับสองอะตอมออกซิเจนในน้ำมันเบนซินแหวนของ Linkers อินทรีย์ BDC รูปแบบนี้จะเทียบเท่ากับรูปแบบในการคำนวณทางทฤษฎีก่อนหน้าของ MOFs โลหะ alkoxide-ฟังก์ชัน. (36) ระยะทางระหว่างทองแดงและอะตอมออกซิเจน (O1 และ O2) มีค่าเท่ากันที่ 1.97 Å ค่าใช้จ่ายบางส่วนอะตอมของทองแดงจะลดลง 0.771 | จ | (ดูตารางที่ 1) นี้เป็นเพราะของอิเล็กตรอนโอนจาก O1 และ O2 ที่เว็บไซต์ Cu.
ตารางที่ 1 ค่าใช้จ่ายบางส่วนในปฏิกิริยาการประสานงานของไฮโดรเจน CO2 ใน Cu-MOF-5
ค่าใช้จ่ายทรัพย์สินรอการขาย (จ)
พิกัดปฏิกิริยา Cu Oc CO2 C Oc '
แยก 2,000 -0,514 1,028 -0,514 0,000
ลูกบาศ์ก-MOF-5 .771
โฆษณา 0,720 -0,599 1,102 -0,464 0,039
Coads 0,722 -0,598 1,103 -0,463 0,041
TS_C 0,726 -0,747 0,794 -0,452 -0,405
Prod 0.681 -0.782 0.674 -0.530 -0.637
TS1_S 0.791 -0.706 0.915 -0.510 -0.301
Int_S 0.838 -0.766 0.656 -0.592 -0.701
TS2_S 0.761 -0.866 0.672 -0.582 -0.775
โมเลกุล CO2 adsorbs บนเว็บไซต์ Cu ผ่านปฏิสัมพันธ์อิเล็กตรอนคู่เดียวที่มีระยะห่างระหว่าง Oc และทองแดง 1.98 (รูปที่ 2 c) และมุม Cu ••• O-C ของ 147.7 ° ปฏิกิริยานี้ลดลงระยะทาง Cu-O1 ไป 1.94 ในขณะที่ระยะทาง Cu-O2 จะยาว 1.97-2.07 Å โครงสร้างเชิงเส้นของ CO2 จะบิดเบี้ยวเล็กน้อยจากแยกโมเลกุลที่มีมุม O-C-โอ 178.4 ° นอกจากนี้ระยะเวลาในพันธบัตร C-Oc จะยาวเล็กน้อย 1.17-1.18 ในขณะที่ความยาวของพันธบัตร C-Oc 'จะสั้นลงจาก 0.01 แนวโน้มผลการโครงสร้างเหล่านี้มีการเทียบเคียงกับที่พบในการศึกษาทฤษฎีก่อนหน้าของการดูดซับ CO2 โลหะอัลคาไลซีโอไลต์แลกเปลี่ยน (56, 57) มกกระทรวงการคลัง-74 (58) และยังอยู่ใน Cu-BTC. (59) การดูดซับที่ซับซ้อนให้ยืดดัดและการสั่นสะเทือนของ CO2 ที่ 2,502.9 และ 624.0 ซม-1 มีการเปลี่ยนแปลงของสีฟ้าเล็กน้อย 4.2 ซม-1 สำหรับโหมดการยืดและสีแดงโดย -shift 35.4 ซม-1 สำหรับโหมดการดัดที่เกี่ยวกับการสั่นสะเทือนที่สอดคล้องกันในโมเลกุลแยก CO2 (2,498.7 และ 659.4 ซม-1 สำหรับการยืดและดัด ตามลำดับ) เหล่านี้เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยความถี่การสั่นอย่างชัดเจนผลของการบิดเบือนบางส่วนของโครงสร้าง CO2 ในการดูดซับที่ซับซ้อน นอกจากนี้ยังมีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจาก CO2 ที่จะใช้งานเว็บไซต์ Cu นำไปสู่การลดลงของค่าใช้จ่ายบวกบนเว็บไซต์ Cu 0.771-0.720 | จ | ในขณะที่ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของโมเลกุล CO2 เป็นบวกมากขึ้นโดย 0.039 | รวม | (cf ตารางที่ 1) แต่ค่าใช้จ่ายบางส่วนของ Oc เมื่อเทียบกับโมเลกุลที่แยกเป็นลบมากขึ้น (จากการ -0.514 -0.599 | จ |) โดยเหตุผลของการเหนี่ยวนำให้เกิดอิเล็กตรอนจากซีและ Oc 'เพื่อ Oc พลังงานการดูดซับ CO2 ใน Cu-MOF-5 ที่มีการคำนวณจะเป็น -13.5 kcal / mol นี้จะสูงกว่าค่าทางทฤษฎีของ CO2 ดูดซับบน Cu-BTC (~8 kcal / mol), (59, 60) ซึ่งอาจเกิดจากการใช้งานเว็บไซต์มีมากขึ้นใน Cu Cu-MOF-5 ผลที่ได้นี้แสดงให้เห็นว่ากระทรวงการคลัง-Cu-5 เป็นหนึ่งในวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับ CO2.
3.2Reaction กลไกของ CO2 Hydrogenation เพื่อ Formic Acid
กลไกปฏิกิริยาของไฮโดร CO2 กรดฟอร์มิมากกว่า Cu-MOF-5 มีการเสนอและการตรวจสอบระบบผ่านทาง สองเส้นทางการเกิดปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ คนแรกที่เรียกว่ากลไกการร่วมกันในการที่ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในขั้นตอนเดียวโดยไม่มีปฏิกิริยากลาง คนที่สองเป็นกลไกแบบขั้นตอนในการที่กระทรวงการคลังกรอบ-5 ช่วยทำลาย H-H และปฏิกิริยากลางจะเกิดขึ้น โครงสร้างที่ดีที่สุดที่จะแสดงในรูปที่ 3 และ 4 สำหรับทั้งกลไกร่วมกันและขั้นตอนตามลำดับและเลือกพารามิเตอร์เรขาคณิตที่แสดงในตารางที่ 3
รูป
รูปที่ 3 โครงสร้างการเพิ่มประสิทธิภาพของ (ก) CO2 และ H2 coadsorption ซับซ้อน (Coads) (ข) การเปลี่ยนแปลงของรัฐ (TS_C) และ (ค) การดูดซับกรดฟอร์มิซับซ้อน (Prod) สำหรับกลไกร่วมกันของไฮโดร CO2 ใน Cu-MOF-5. รูปรูปที่ 4 โครงสร้างการเพิ่มประสิทธิภาพของรัฐการเปลี่ยนแปลงและเป็นสื่อกลางสำหรับขั้นตอน กลไกการทำงานของไฮโดร CO2 ใน Cu-MOF-5 (ก) การเปลี่ยนสภาพเป็นครั้งแรก (TS1_S), (ข) รูปแบบกลาง (Int_S) และ (ค) การเปลี่ยนสภาพวินาที (TS2_S). ตารางที่ 2 การเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตแยก กระทรวงการคลัง-5 คลัสเตอร์และการดูดซับ CO2 ใน Cu-MOF-5 พารามิเตอร์ที่แยกกลุ่มแยก Cu-MOF-5 การดูดซับ CO2 กลุ่ม (โฆษณา) ระยะทาง (A)







BZ 1.40 1.43 1.43
C1-C2 1.39 1.51 1.51
O1-C1 1.27 1.27
O2-C2 1.27 1.26
ลูกบาศ์ก-O1 1.97 1.94
ลูกบาศ์ก-O2 1.97 2.07
ลูกบาศ์ก-Oc 1.98
Oc-C 1.17 1.18
C-Oc '1.17 1.16
มุม (องศา)
Cu -oc-C 147.7
Oc-C-Oc '180 178.4
ตารางที่ 3 การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์เรขาคณิตของสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องใน CO2 Hydrogenation ใน Cu-MOF-5
พารามิเตอร์การดูดซับ CO2 และ H2 (Coads) การเปลี่ยนแปลงร่วมกันของรัฐ (TS_C) ผลิตภัณฑ์กรด (Prod) แบบขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงรัฐ 1 (TS1_S) รูปแบบกลาง (Int) แบบขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงรัฐ 2 (TS2_S)
ระยะทาง (A)
BZ 1.43 1.43 1.43 1.42 1.42 1.42
C1-C2 1.50 1.51 1.51 1.48 1.45 1.49
O1-C1 1.27 1.27 1.26 1.28 1.28 1.28
O2-C2 1.27 1.26 1.27 1.30 1.34 1.29
ลูกบาศ์ก-O1 1.94 1.96 2.08 1.91 1.85 1.87
ลูกบาศ์ก-O2 2.07 2.05 1.93 2.14 2.43 2.80
ลูกบาศ์ก-Oc 1.98 1.94 1.97 1.93 1.81 1.90
Oc-C 1.18 1.29 1.38 1.23 1.31 1.34
C-Oc '1.16 1.18 1.19 1.19 1.21 1.21
H1-H2 0.75 1.00 2.83 0.92 3.42 3.20
H1-C 2.93 1.33 1.11 1.44 1.12 1.11
H2- O2 2.33-4.54 1.32 0.99 1.13
H2-Oc 3.24 1.36 0.97 2.57 4.17 1.30
มุม (องศา)
Cu-OC-C 178.3 131.4 129.8 126.2 137.2 125.389
Oc-C-Oc '178.3 143.1 123.1 143.9 125.1 126.594
3.2.1Concerted ปฏิกิริยากลไก
ร่วมกัน กลไกการเกิดปฏิกิริยาจะเสนอให้ใช้สถานที่ในขั้นตอนเดียวของไฮโดร CO2 ในรูปแบบกรด ปฏิกิริยาเริ่มต้นด้วยการดูดซับ CO2 ในเว็บไซต์ไอออนทองแดงที่ใช้งานกับพลังงานของ -13.5 kcal / mol ที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ โมเลกุลไฮโดรเจน (H2) จะ coadsorbed แล้วต่อไปที่จะดูดซับ CO2 ในรูปแบบที่ซับซ้อน coadsorption (Coads) ดังแสดงในรูปที่ 3a ในที่ซับซ้อนนี้ระยะทาง H1-H2 เล็กน้อยเพิ่มขึ้นจากโมเลกุล H2 แยกจาก 0.01 เมื่อดูดซึม ระยะทางระหว่างโมเลกุลของ C ••• H1 และ H2 ••• O2 เป็น 2.93 และ 2.33 ตามลำดับ พลังงาน coadsorption ที่เกี่ยวกับสารตั้งต้นที่แยกคำนวณจะเป็น -13.9 kcal / mol ในการเปลี่ยนสถานะ (TS_C) ของทางเดินนี้ CO2 จะถูกเติมไฮโดรเจนพร้อมกันที่อะตอมซีและ Oc ในรูปแบบผลิตภัณฑ์ของกรดฟอร์มิ H1-H2 พันธบัตรระยะยาวเป็น 0.75-1.00 ในขณะที่ระยะทาง C-H1 และ Oc-H2 จะสั้นลงจะเป็น 1.33 และ 1.36 ตามลำดับ มุมของ Oc-C-Oc 'จะลดลง 178.3-143.2 องศา การวิเคราะห์โหมดปกติรัฐการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นที่ 2327.6i ซม-1 ซึ่งสอดคล้องกับทำลายของพันธบัตร H1-H2 และพร้อม H1 และ H2 กำลังจะย้ายไปอะตอมซีและ Oc ตามลำดับ พลังงานกระตุ้นการคำนวณให้เป็น 67.2 kcal / mol จากนั้นสินค้ากรด (Prod) จะเกิดขึ้นในช่วงการใช้งานเว็บไซต์ของ Cu Cu-MOF-5 กับพลังงานปฏิสัมพันธ์ของ -9.8 kcal / mol สุดท้ายกรดดูดซับจะหลุดออก endothermically และต้องใช้พลังงาน 18.0 กิโลแคลอรี / mol.
3.2.2Stepwise ปฏิกิริยากลไก
กลไกปฏิกิริยาแบบขั้นตอนเป็นอีกทางเลือกสำหรับไฮโดรของ CO2 กรดฟอร์มิ กลไกนี้จะเสนอให้ดำเนินการในขั้นตอนสองขั้นตอนประกอบด้วยการก่อตัวของรูปแบบ (HCOO) กลางและการเปลี่ยนแปลงของกลางกับผลิตภัณฑ์กรด กลไกนี้นำเสนอคล้ายกับไฮโดร CO2 บนซีโอไลต์โลหะอัลคาไล. (61) ปฏิกิริยาจะเริ่มต้นด้วยการที่ซับซ้อน coadsorption ระหว่าง CO2 และ H2 มากกว่าใช้งานเว็บไซต์ของกระทรวงการคลัง Cu (Coads) ที่มีการดูดซับพลังงาน -13.9 kcal / mol ต่อจากนั้น CO2 จะเป็นครั้งแรกที่เติมไฮโดรเจนอะตอมคาร์บอนในรูปแบบรูปแบบ (HCOO) กลาง ในการเปลี่ยนสถานะ (TS1_S) H1-H2 พันธบัตรของโมเลกุล H2 ถูกฉีกขาดและ H1 และ H2 ถูกโอนไปยัง C คาร์บอนดูดซับของ CO2 และ O2 ของ Cu-MOF-5 ตามลำดับ เป็นผลให้ intramolecular พันธบัตร H1-H2 จะยาวจาก 0.17 ในขณะที่โมเลกุลของ C ••• H1 และ H2 O2 •••ระยะทางสั้นลง 2.93-1.44 และ 2.33-1.32 ตามลำดับ การผสมพันธุ์ SP คาร์บอน (C) ในโมเลกุล CO2 จะถูกเปลี่ยนเป็นไฮบริ sp2 คำนวณความถี่ความถี่หนึ่งเผยให้เห็นจินตนาการที่ 1131.2i ซม-1 ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสภาพซึ่งสอดคล้องกับการเคลื่อนไหวไปตามปฏิกิริยาการประสานงานในการที่พันธบัตร H1-H2 ถูกหักและ H1-C และพันธบัตร H2-O2 กำลังก่อตัวขึ้นไปพร้อม ๆ กัน พลังงานกระตุ้นของขั้นตอนนี้คือ 24.2 kcal / mol ผลจากการนี้ก็คือว่ารูปแบบกลาง (Int_S) จะเกิดขึ้นและดูดซับบนเว็บไซต์ Cu ผ่านปฏิสัมพันธ์ระหว่างทองแดงและ Oc ระยะทาง 1.97 Å เหรียญนี้มีรายงานว่าเป็นที่มั่นคงสำหรับกลางนอกจากไฮโดรเจนแรกที่จะ CO2 ในปฏิกิริยาของไฮโดร CO2 ใน Cu (111). (62) พลังงานเชิงซ้อนของกลางเป็น -18.4 kcal / mol ซึ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นกว่าที่ สำหรับซับซ้อน coadsorption ของ CO2 และ H2.
ในขั้นตอนที่ 2 กลางเป็นรูปแบบไฮโดรเจนต่อไปในการผลิตสินค้าที่มีกรด เปลี่ยนสภาพของขั้นตอนนี้ดังแสดงในรูปที่ 4c (TS2_S) ที่เกี่ยวข้องกับการทำลายพันธะร่วมกันของพันธบัตร O2-H2 และการก่อตัวของพันธบัตร H2-Oc ระยะ O2-H2 จะยาว 0.99-1.13 และระยะทางของ H2 ••• Oc เป็นสัญญาเพื่อเป็น 1.30 Å ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนสภาพได้รับการยืนยันจากการคำนวณความถี่ที่มีความถี่จินตนาการหนึ่ง 692.3i ซม-1 ความถี่นี้มีความเกี่ยวข้องกับข

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3.1adsorption CO2 ทองแดงไซด์ functionalization บน mof-5
ออกแบบโครงสร้างของกลุ่ม mof-5 cu-mof-5 บริสุทธิ์ , และปฏิสัมพันธ์กับ CO2 จะถูกแสดงในรูปที่ 2 ตารางที่ 1 และ 2 แสดงค่าใช้จ่ายบางส่วนและเลือกพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตสำหรับระบบเหล่านี้ตามลำดับโดย C ) C พันธบัตร ระยะทาง ( < C และ C > BZ ) แหวนเบนซีนและ C ( O ) C พันธบัตรมุม ( < C ) o - C > ) ของกลุ่ม mof-5 บริสุทธิ์คำนวณโดยวิธี m06-l 1.40 และกริพเพน 124.7 องศาตามลำดับ ค่าเหล่านี้มีความสอดคล้องกับผลการทดลองของ 126.4 1.39 องศา ตามลำดับ สำหรับกลุ่ม cu-mof-5 ( 39 ) ,โดยมีการประสานงานกับ CU2 ออกซิเจนอะตอมบนแหวนเบนซินของ BDC อินทรีย์ linkers . รุ่นนี้เป็นรุ่นที่เทียบเท่ากับรุ่นก่อนหน้าของโลหะอัลคอกไซด์ที่มีการคำนวณทางทฤษฎีโครงข่าย ( 36 ) ระยะทางระหว่างทองแดงและออกซิเจนอะตอม ( 01 และ O2 ) เท่ากันที่ 1.97 • . ประจุอะตอมบางส่วนของทองแดงลดลง 0.771 | E | . ( ดูจากตาราง 1) นี้เป็นเพราะอิเล็กตรอนโอนจาก 01 และ O2 ให้กับเว็บไซต์
โต๊ะ 1 ส่วนค่าใช้จ่ายในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของ CO2 ในการประสานงานของ cu-mof-5 ค่า ( E )

สนใจปฏิกิริยาพิกัด CU OC C OC นั้นแยก CO2
2.000 –ร่วม 1.028 –ร่วมระหว่าง cu-mof-5 0.771

โฆษณา 0.720 – 0.599 1.102 ) 0.464 0.039
coads 0.722 – 0.598 1.103 – 0.463 0.041
ts_c 0.726 0.747 0.794 –– 0452 ( 0.405
แยง 0.681 ––– 0.782 0.674 0.530 0.637
ts1_s ครั้ง 0.791 ––– 0.301 0.915 0.510
int_s 0.838 ––– 0.766 0.656 0.592 0.701
ts2_s 0.761 ––– 0.866 0.672 0.582 0.775
โมเลกุล CO2 adsorbs บนลบเว็บไซต์ผ่านอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวปฏิสัมพันธ์กับระยะทางระหว่าง OC และ ทองแดงของ 1.98 กริพเพน ( รูปที่ 2 ) และ Cu ••• O ) C 147.7 มุมองศา .ปฏิสัมพันธ์นี้ shortens จุฬาฯ– 01 ระยะทาง 1.94 กริพเพน ขณะที่จุฬาฯ – O2 ระยะทางระยะเวลาจาก 1.97 กับ 2.07 • . โครงสร้างเชิงเส้นของ CO2 จะบิดเบี้ยวเล็กน้อยจากแยกโมเลกุลด้วย o O ( C ) มุมของ 178.4 องศา . นอกจากนี้ c-oc ความยาวพันธะยืดเล็กน้อยจาก 1.17 1.18 กริพเพน ในขณะที่ความยาวของพันธะ C – OC นั้นคงจะลดลง 0.01 • .แนวโน้มของผลลัพธ์เหล่านี้โครงสร้าง เปรียบเทียบได้กับการตรวจสอบในทางทฤษฎีการศึกษาของ CO2 การดูดซับโลหะอัลคาไลแลกเปลี่ยนซีโอไลต์ ( 56 , 57 ) mg-mof-74 ( 58 ) และยังลบ BTC ( 59 ) การดูดซับที่ซับซ้อนมีการยืดและดัดและการสั่นสะเทือนของ CO2 ที่ 2502.9 624.0 ซม. – 1 มี 4 กะสีฟ้าเล็กน้อย2 ซม. - 1 สำหรับการยืดและโหมดสีแดง - Shift โดย 35.4 ซม. – 1 ในโค้งโหมดเกี่ยวกับการสั่นสะเทือนที่สอดคล้องกันในแยกโมเลกุลของ CO2 ( 2498.7 659.4 ซม. ) และ 1 สำหรับยืดและดัด ตามลำดับ ) เหล่านี้เล็กน้อยเปลี่ยนความถี่ของการสั่นสะเทือนจะชัดเจนผลของการบิดเบือนของโครงสร้าง CO2 ในกระบวนการที่ซับซ้อน นอกจากนี้การถ่ายโอนอิเล็กตรอนจาก CO2 กับจุฬาฯ ใช้งานเว็บไซต์ นำไปสู่การลดลงในประจุบวกในลบเว็บไซต์จาก 0.771 เพื่อ 0.720 | E | , ในขณะที่ค่าใช้จ่ายรวมของโมเลกุล CO2 เป็นบวกมากขึ้น โดย 0.039 | E | ( CF . ตารางที่ 1 ) อย่างไรก็ตาม ในส่วนค่าใช้จ่ายของ OC เมื่อเทียบกับการแยกโมเลกุลที่เป็นลบมากขึ้น ( จากบริษัท เวสเทิร์น ร่วมถึง− 0599 | E | ) โดยเหตุผลของอิเล็กตรอนที่เกิดจาก C และ OC นั้นไปบางแห่ง การดูดซับพลังงานของ CO2 ใน cu-mof-5 คำนวณเป็น 13.5 kcal / mol −นี้สูงกว่ามูลค่าทางทฤษฎีของการดูดซับ CO2 ทองแดง BTC ( ∼ 8 kcal / mol ) ( 59 , 60 ) ซึ่งอาจจะเกิดจากการใช้งานเว็บไซต์ใน cu-mof-5 มากขึ้นลบ . ผลที่ได้นี้แสดงให้เห็นว่า cu-mof-5 เป็นหนึ่งในวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับ CO2 .
กลไกของปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชัน 3.2reaction CO2 ให้กรด
ปฏิกิริยากลไกปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของ CO2 จะกรดมากกว่า cu-mof-5 คือเสนอ และมีระบบตรวจสอบผ่านสองเส้นทางการเกิดปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ อันแรกเรียกว่ากลไกร่วมกันซึ่งในปฏิกิริยาเกิดขึ้นในขั้นตอนเดียวโดยไม่มีปฏิกิริยาขั้นกลางตัวที่สองเป็นแบบกลไกซึ่งในกรอบ mof-5 ช่วย H ) H ทำลายและปฏิกิริยากลางถูกสร้างขึ้น การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างที่แสดงในรูปที่ 3 และ 4 ทั้งร่วมกันและวิเคราะห์กลไก ตามลำดับ และค่าพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตที่เลือกจะแสดงในรูปตารางที่ 3

รูปที่ 3โครงสร้างของประสิทธิภาพ ( A ) H2 coadsorption CO2 และซับซ้อน ( coads ) , ( ข ) การเปลี่ยนสถานะ ( ts_c ) , และ ( ค ) การดูดซับกรดซับซ้อน ( แยง ) สำหรับกลไกการทำงานร่วมกันของไฮโดรจิเนชัน CO2 ในรูป cu-mof-5


รูปที่ 4 เพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของการเปลี่ยนแปลงสภาพและระดับกลางสำหรับกลไกของปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบ CO2 ใน cu-mof-5 : ( ) สถานะแรก ( ts1_s )( ข ) รูปแบบกลาง ( int_s ) และ ( c ) สถานะที่สอง ( ts2_s ) .

โต๊ะ 2 ปรับพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของ mof-5 แยกกลุ่มและการดูดซับ CO2 ในพารามิเตอร์ cu-mof-5
แยกกลุ่มแยกกลุ่ม cu-mof-5 ดูดซับ CO2 ( โฆษณา )
ระยะทาง ( Å )
< C - C > BZ 1.40 C1 และ C2
1.43 1.43 1.39 1.51 1.51
01 – C1 และ C2
1.27 1.27 O2 1.27 1.26
Cu – 01 1.97 1.94

Cu Cu - O2 1.97 2.07 ภาค 198 oc-c 1.17 1.18

c-oc นั้นเท่ากับ 1.16
มุม ( องศา )

( C 147.7 OC จุฬาฯ––– 180 C OC OC นั้น 178.4
โต๊ะ 3 ปรับพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของ CO2 ใน cu-mof-5
พารามิเตอร์และการดูดซับ CO2 H2 ( coads ) สถานะร่วมกัน ( ts_c ) ผลิตภัณฑ์กรดฟอร์มิก ( แยง ) เปลี่ยนสถานะ = 1 ( ts1_s ) รูปแบบกลาง ( INT ) สถานะสุขภาพ 2 ( ts2_s )
ระยะทาง ( Å )
< C - C > BZ 1.43 1.42 1.43 1.42 1.43 1.42
C1 และ C2 1.50 1.51 1.51 1.48 1.45 1.49
01 – C1 1.27 1.27 1.26 1.28 1.28 1.28
O2 – C2 1.27 1.26 1.27 1.30 1.34 1.29
Cu – 01 1.94 1.96 2.08 1.91 1.85 1