Araştırma Makalesi

Mn Katkılı Grafen Yüzey Üzerinde NH3 Olmadan NO’nun Katalitik İndirgenmesi: Bir Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi Çalışması

Sayı: 25 31 Ağustos 2021
PDF İndir
EN TR

Mn Katkılı Grafen Yüzey Üzerinde NH3 Olmadan NO’nun Katalitik İndirgenmesi: Bir Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi Çalışması

Öz

Nitrojen oksit (NO) fosil yakıtların yanması sonucunda ortaya çıkan önemli bir hava kirleticisidir. Katalitik olarak seçici katalizörler üzerinde NO indirgenme reaksiyonları yoluyla onun zararlı etkileri önemli ölçütlerde azaltılabilir. Mn katkılı grafen sistemler deneysel olarak sentezlenebilir ve nispeten az sayıda Mn (manganez) atomu kullanımı nedeniyle ilerleyen zaman içerisinde tek atom kristal yüzeylerine göre çok daha düşük maliyetli olması ön görülmektedir. Bu çalışmada Mn katkılı grafen yüzey üzerinde NO indirgenme reaksiyonu yoğunluk fonksiyonel teorisi yoluyla incelenmiştir. Mn katkılı grafen yüzeyin yapısal özellikleri bader yük analizi ve elektron yoğunluğu farkı haritası ile analiz edildi. NO indirgenmesi için, NO moleküllerinin farklı adsorpsiyon durumlarına göre iki farklı reaksiyon yolu düşünüldü. Bizim hesaplama sonuçlarımız göstermiştir ki, birinci reaksiyonu yolu üzerinde reaksiyon 0.27 eV ve 0.59 eV enerji bariyerleri ile iki geçiş durumu sonunda gerçekleşirken, diğer reaksiyon yolu 0.42 eV enerji bariyeri ile direkt olarak gerçekleşmektedir. Bu sonuçlar, her iki reaksiyon yolu üzerinde Mn katkılı grafen katalizörün yüksek katalitik aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir. Bu bilgiler, NO’nun uzaklaştırılması için grafen tabanlı malzemeler üzerinde farklı stratejiler geliştirmek için kullanılabilir. 

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Chun, H. J., Apaja, V., Clayborne, A., Honkala, K., Greeley, J., (2017). Atomistic insights into nitrogen-cycle electrochemistry: A combined DFT and kinetic Monte Carlo analysis of NO electrochemical reduction on Pt (100). ACS Catalysis, 7(6):3869-3882.
  2. Esrafili, M.D., (2018). NO reduction by CO molecule over Si-doped boron nitride nanosheet: a dispersion-corrected DFT study. Chemical Physics Letters, 695:131-137.
  3. Esrafili, M.D., Asadollahi, S., Heydari, S., (2019). A DFT study on NO reduction to N2O using Al-and P-doped hexagonal boron nitride nanosheets. Journal of Molecular Graphics and Modelling, 89:41-49.
  4. Esrafili, M.D., Saeidi, N., (2017). Catalytic reduction of NO by CO molecules over Ni-doped graphene: a DFT investigation. New Journal of Chemistry, 41(21):13149-13155.
  5. Impeng, S., Junkaew, A., Maitarad, P., Kungwan, N., Zhang, D., Shi, L., Namuangruk, S., (2019). A MnN4 moiety embedded graphene as a magnetic gas sensor for CO detection: A first principle study. Applied Surface Science, 473:820-827.
  6. Gao, F., Tang, X., Yi, H., Zhao, S., Li, C., Li, J., Meng, X., (2017). A review on selective catalytic reduction of NOx by NH3 over Mn–based catalysts at low temperatures: catalysts, mechanisms, kinetics and DFT calculations. Catalysts, 7(7):199.
  7. Giannozzi, P., Andreussi, O., Brumme, T., Bunau, O., Nardelli, M. B., Calandra, M., Baroni, S., (2017). Advanced capabilities for materials modelling with Quantum ESPRESSO. Journal of Physics: Condensed Matter, 29(46):465901.
  8. Giannozzi, P., Baroni, S., Bonini, N., Calandra, M., Car, R., Cavazzoni, C., Wentzcovitch, R.M. (2009). QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials. Journal of physics: Condensed matter, 21(39):395502.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Ağustos 2021

Gönderilme Tarihi

5 Mayıs 2021

Kabul Tarihi

4 Ağustos 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Sayı: 25

Kaynak Göster

APA
Akça, A. (2021). Mn Katkılı Grafen Yüzey Üzerinde NH3 Olmadan NO’nun Katalitik İndirgenmesi: Bir Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi Çalışması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 25, 601-606. https://doi.org/10.31590/ejosat.933246