Utilização do catalisador de Rutênio (II) na reação de conversão do CO2 em HCOOH : um estudo computacional
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMT |
Texto Completo: | http://ri.ufmt.br/handle/1/2202 |
Resumo: | Carbon dioxide (CO2) is a compound related to the occurrence of the greenhouse effect. Hence, from the environmental point of view, the decrease of CO2 levels in the atmosphere is very important. Over the past decades, several techniques for reducing CO2 have been developed, showing that the conversion of CO2 to less harmful chemical species is an issue that has received much attention. However, all the conversion reactions have shown to have very high energy barriers, and thus, different inorganic catalyzers have been employed to address this issue. With this order to contribute to the reduction of CO2 that this work was done. In this work, molecular modeling was utilized for investigating the possibility of using a new catalyst containing [RuCl(H)2NO(PCH3)2]), in the reaction of conversion of CO2 to formic acid (HCOOH). The results indicate that the compound is promising as having catalytic activity (presenting a decrease in the determinant-setp energetic barrier up to 206,0 kJ.mol-1 , when compared to the non-catalyzed reaction). Hence, experimental studies with the referred compound are encouraged. In the reaction mechanism the catalyst presented two main steps, the heterolytic cleavage of the H2 molecule and the transfer of the hydride. Comparing different sets of base functions and change in the reaction cycle, we obtained an energy barrier of 128,95 kJ.mol-1 and 127,02 kJ.mol-1 in the two reaction cycles described by the set of functions of DGDZVP bases, and an energy barrier of 112,83 kJ.mol-1 and 132,42 kJ.mol-1 in both reactions with the set of DGDZVP and 6-31+G(d,p) bases functions. The catalytic efficiency of the Ru catalyst is attributed to the ability of the metal to give, which significantly affects the heterolytic cleavage of the H2 molecule. |
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Utilização do catalisador de Rutênio (II) na reação de conversão do CO2 em HCOOH : um estudo computacionalCatalisador de Ru(II)CO2HCOOHDFTCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICARu(II) catalystsCO2HCOOHDFTCarbon dioxide (CO2) is a compound related to the occurrence of the greenhouse effect. Hence, from the environmental point of view, the decrease of CO2 levels in the atmosphere is very important. Over the past decades, several techniques for reducing CO2 have been developed, showing that the conversion of CO2 to less harmful chemical species is an issue that has received much attention. However, all the conversion reactions have shown to have very high energy barriers, and thus, different inorganic catalyzers have been employed to address this issue. With this order to contribute to the reduction of CO2 that this work was done. In this work, molecular modeling was utilized for investigating the possibility of using a new catalyst containing [RuCl(H)2NO(PCH3)2]), in the reaction of conversion of CO2 to formic acid (HCOOH). The results indicate that the compound is promising as having catalytic activity (presenting a decrease in the determinant-setp energetic barrier up to 206,0 kJ.mol-1 , when compared to the non-catalyzed reaction). Hence, experimental studies with the referred compound are encouraged. In the reaction mechanism the catalyst presented two main steps, the heterolytic cleavage of the H2 molecule and the transfer of the hydride. Comparing different sets of base functions and change in the reaction cycle, we obtained an energy barrier of 128,95 kJ.mol-1 and 127,02 kJ.mol-1 in the two reaction cycles described by the set of functions of DGDZVP bases, and an energy barrier of 112,83 kJ.mol-1 and 132,42 kJ.mol-1 in both reactions with the set of DGDZVP and 6-31+G(d,p) bases functions. The catalytic efficiency of the Ru catalyst is attributed to the ability of the metal to give, which significantly affects the heterolytic cleavage of the H2 molecule.O dióxido de carbono (CO2) é considerado um composto importante para a ocorrência do efeito estufa, sendo que sua concentração no ambiente é crescente. Assim, do ponto de vista ambiental, a diminuição dos níveis de CO2 na atmosfera é muito importante. Muitas técnicas para a redução de CO2 têm sido desenvolvidas e estudadas ao longo das últimas décadas. Por exemplo, a conversão do CO2 em outras espécies químicas menos nocivas é uma temática que tem recebido bastante atenção, nos últimos anos. Entretanto, as diversas reações de conversão do CO2 apresentam barreiras energéticas bastante elevadas e, por isso, diferentes catalisadores inorgânicos têm sido empregados para abordar este problema, sendo que os mesmos podem ser estudados usando uma variedade de técnicas. Com o intuito de contribuir no desenvolvimento de catalisadores que auxiliem na redução do CO2 este trabalho foi realizado. Nesse trabalho, foi utilizada a modelagem molecular para se investigar a possibilidade da utilização do novo catalisador contendo Ru(II) ([RuCl(H)2NO(PCH3)2]), na reação de conversão do CO2 em ácido fórmico (HCOOH). Os resultados obtidos indicam que ambas as espécies são promissoras quanto à atividade catalítica (apresentando diminuição na barreira energética, associada à etapa determinante da reação, de até 228,0 kJ/mol e 206,0 kJ/mol, respectivamente, quando comparada à reação não catalisada). No mecanismo reacional o catalisador apresentou dois passos principais, a clivagem heterolítica da molécula de H2 e a transferência do hidreto. Fazendo-se a comparação com diferentes conjuntos de funções de bases e mudança no ciclo reacional, obtivemos uma barreira energética de 128,95 kJ.mol-1 e 127,02 kJ.mol-1 nos dois ciclos reacionais, descritos pelo conjunto de funções de bases DGDZVP, e uma barreira energética de 112,83 kJ.mol-1 e 132,42 kJ.mol-1 em ambas reações com o conjunto de funções de bases DGDZVP e 6- 31+G(d,p). A eficiência catalítica do catalisador de Ru é atribuída à capacidade de doação do metal, o que afeta significativamente a clivagem heterolítica da molécula de H2.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em QuímicaSouza, Gabriel Luiz Cruz dehttp://lattes.cnpq.br/2821352329397835Souza, Gabriel Luiz Cruz de305.143.278-47http://lattes.cnpq.br/2821352329397835Marcolino Junior, Luiz Humberto.http://lattes.cnpq.br/0495683068319877305.143.278-47Freitas Sobrinho, Renato Garcia de039.916.786-24http://lattes.cnpq.br/5262842566597142Silva, Bruno Lafaeti Santos e2020-12-11T13:15:59Z2016-11-282020-12-11T13:15:59Z2016-08-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisSILVA, Bruno Lafaeti Santos e. Utilização do catalisador de Rutênio (II) na reação de conversão do CO2 em HCOOH: um estudo computacional. 2016. 84 f. 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