Reações de adsorção e formação de vacâncias em nanotubos de MoS2

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Haddad, Juliana Fischer da Silva lattes
Orientador(a): Leitão, Alexandre Amaral lattes
Banca de defesa: Abreu, Heitor Avelino de lattes, Oliveira Junior, Ricardo Rodrigues de, Fragneaud, Benjamin, Costa, Luiz Antônio Sodré
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Nanotubos
MoS2
Hidrodessulfurização
Dinâmica molecular
DFT
Nanotubes
Hydrodesulfurization
Molecular dynamics
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15219
Resumo: Devido às restrições ambientais cada vez mais severas, se torna necessário a eliminação de enxofre das matérias-primas do petróleo. Os nanotubos de MoS2 possuem diversas aplicações, embora existam poucas informações sobre a aplicabilidade desses materiais em processos de hidrorrefino. Cálculos de DFT foram empregados para prever a energia de formação, energia livre de Gibbs e barreiras de energia da vacância de enxofre para nanotubos de MoS2 puros e dopados com átomos de cobalto. A fim de obter mais informações sobre a acessibilidade dos sítios catalíticos, um grupo de pequenas moléculas organossulfuradas foi estudado por dinâmica molecular, baseada em campo de força, em que foi possível confirmar que essas espécies são capazes de entrar no canal dos nanotubos, atingindo assim uma possível vacância de enxofre. Cálculos DFT foram novamente realizados para estudar a interação entre as moléculas organossulfuradas e as vacâncias de enxofre, permitindo a observação de possíveis fenômenos de quimissorção. Os resultados computacionais demonstraram que a curvatura da monocamada de MoS2, comparada à monocamada plana, favorece a formação da vacância de enxofre, bem como a interação entre as moléculas hóspedes estudadas e o sítio ativo.
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Cálculos de DFT foram empregados para prever a energia de formação, energia livre de Gibbs e barreiras de energia da vacância de enxofre para nanotubos de MoS2 puros e dopados com átomos de cobalto. A fim de obter mais informações sobre a acessibilidade dos sítios catalíticos, um grupo de pequenas moléculas organossulfuradas foi estudado por dinâmica molecular, baseada em campo de força, em que foi possível confirmar que essas espécies são capazes de entrar no canal dos nanotubos, atingindo assim uma possível vacância de enxofre. Cálculos DFT foram novamente realizados para estudar a interação entre as moléculas organossulfuradas e as vacâncias de enxofre, permitindo a observação de possíveis fenômenos de quimissorção. Os resultados computacionais demonstraram que a curvatura da monocamada de MoS2, comparada à monocamada plana, favorece a formação da vacância de enxofre, bem como a interação entre as moléculas hóspedes estudadas e o sítio ativo.Due to environmental restrictions that are increasingly severe, elimination of sulfur from petroleum feedstocks is necessary. MoS2 NT have several applications, though there is little information about the applicability of these materials in hydrorefining processes. DFT calculations were employed to predict the formation energy, Gibbs free energy, and energy barriers of the sulfur vacancy for pristine and Co-doped MoS2 nanotubes. In order to gain more insight about the accessibility of the catalytic sites, a group of small organosulfur molecules was studied by force-field-based molecular dynamics in which it was possible to confirm that these species are able to enter the nanotube channel, thus reaching a possible sulfur vacancy. DFT calculations were once again carried out to study the interaction between the guest organosulfur molecules and the sulfur vacancies, enabling the observation of possible chemisorption phenomena. The computational results demonstrated that the bending of the MoS2 nanosheet, compared to the flat monolayer, favors formation of the sulfur vacancy as well as the interaction between the studied guest molecules and the active site.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em QuímicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICANanotubosMoS2HidrodessulfurizaçãoDinâmica molecularDFTNanotubesHydrodesulfurizationMolecular dynamicsReações de adsorção e formação de vacâncias em nanotubos de MoS2info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALjulianafischerdasilvahaddad.pdfjulianafischerdasilvahaddad.pdfapplication/pdf4149163https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15219/1/julianafischerdasilvahaddad.pdf6a914583d7ff868c52bb0973e71a7928MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15219/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15219/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53THUMBNAILjulianafischerdasilvahaddad.pdf.jpgjulianafischerdasilvahaddad.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1142https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15219/4/julianafischerdasilvahaddad.pdf.jpg1b7eef4bb566fb39a2adcdb724629491MD54ufjf/152192023-03-23 03:10:25.603oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2023-03-23T06:10:25Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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