scholarly journals Quantum chemical simulation of MoO3 dispergation on hydroxylated SiO2 surface

Surface ◽  
2021 ◽  
Vol 13(28) ◽  
pp. 75-83
Author(s):  
D. B. Nasiedkin ◽  
◽  
M. O. Nazarchuk ◽  
A. G. Grebenyuk ◽  
L. F. Sharanda ◽  
...  

Метою даної роботи є оцінка енергетичної сприятливості утворення різних молібдатних груп (≡Si‑O‑)2Mo(=O)2 та =Si(‑O‑)2Mo(=O)2 під час термічно ініційованого диспергування MoO3 на гідроксильованій поверхні SiO2. Для цього було здійснено квантовохімічне моделювання реакції O12Si10(OH)16 + MoO3 = O12Si10(OH)14O2MoO2 + H2O в температурному інтервалі 300–1100 K із використанням обмеженого методу Хартрі-Фока (наближення ЛКАО) з валентним базисом SBKJC (Stevens-Basch-Krauss-Jasien-Cundari). Кластер O12Si10(OH)16, який являє собою структурний фрагмент кристала β‑кристобаліту, був використаний як модель високогідроксильованої поверхні кремнезему. Ми розглянули дві структури молібдатних груп (≡Si‑O‑)2Mo(=O)2, прикріплених до кремнеземного кластера O12Si10(OH)16 через силанольні групи. Молібдатні групи (Etot ‑584.60147 Hartree), прикріплені до кремнеземного кластера через віддалені силанольні групи, виявляються більш енергетично вигідними, ніж молібдатні групи (Etot ‑584.56565 Hartree), прикріплені до кремнеземного кластера через сусідні силанольні групи. Енергія молібдатних груп =Si(‑O‑)2Mo(=O)2 (Etot ‑584.48399 Hartree), прикріплених до кремнеземного кластера O12Si10(OH)16 через силандіольні групи, менш енергетично вигідні в порівнянні з подібними групами, прикріпленими через силанольні групи, через більше напруження кута між зв’язками. Знайдено, що реакція O12Si10(OH)16 + MoO3 = O12Si10(OH)14O2MoO2 + H2O в температурному інтервалі 300–1100 K, змодельована шляхом квантовохімічних розрахунків, свідчить, що процес диспергування MoO3 на гідроксильованій поверхні SiO2 є енергетично вигідним. Експ The aim of the present work is to evaluate the energetic favourability of the formation of different molybdate species (≡Si‑O‑)2Mo(=O)2 and =Si(‑O‑)2Mo(=O)2 during the thermally induced MoO3 dispergation on hydroxylated SiO2 surface. In order to do this a quantum chemical modelling of the reaction O12Si10(OH)16 + MoO3 = O12Si10(OH)14O2MoO2 + H2O within the temperature interval of 300–1100 K was undertaken using the Restricted Hartree-Fock method (the LCAO approximation) with the SBKJC (Stevens-Basch-Krauss-Jasien-Cundari) valence basis set. The cluster O12Si10(OH)16 which represents a structural fragment of a β‑cristobalite crystal was used in this work as a model of highly hydroxylated silica surface. We considered two structures of molybdate (≡Si‑O‑)2Mo(=O)2 species attached to O12Si10(OH)16 silica cluster via silanol groups. Molybdate species (Etot ‑584.60147 Hartree) attached to silica cluster via distant silanols appeared more energetically favourable than molybdate species (Etot ‑584.56565 Hartree) attached to silica cluster via nearby silanols. The energy of molybdate =Si(‑O‑)2Mo(=O)2 species (Etot ‑584.48399 Hartree) attached to O12Si10(OH)16 silica cluster via silanediol group is less favourable energetically in comparison with those attached via silanol groups because of higher bond angle straining. The reaction O12Si10(OH)16 + MoO3 = O12Si10(OH)14O2MoO2 + H2O in the temperature interval of 300–1100 K which simulates by quantum chemical calculations the dispergation of MoO3 on hydroxylated SiO2 surface was found to be energetically favourable. The experimentally optimised temperature of ca. 800 K required for dispergation of MoO3 on hydroxylated SiO2 surface is determined by MoO3 evaporation and transportation via the gas phase. ериментальна оптимальна температура (близько 800 K), потрібна для диспергування MoO3 на гідроксильованій поверхні SiO2, визначається випаровуванням та перенесенням MoO3 в газовій фазі.

2021 ◽  
pp. 173-180
Author(s):  
Nhat Linh Cao ◽  
Ol'ga Vasil'yevna Duvanova ◽  
Aleksandr Nikolayevich Zyablov ◽  
Anh Tien Nguyen

In this article the molecularly imprinted polymers (MIPs) have been synthesized on the surface of piezosensors. The starting polymer for MIPs production was polyamic acid, which is a copolymer of 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid and 4,4′-diaminodiphenyl ether. The caffeine served as the template. The quantum-chemical simulation was performed by the Gaussian 09 software using the DFT method at the B3LYP/6-31G(d,p) level with the basis set superposition error (BSSE) at the preliminary stage of the synthesis of the MIP for caffeine. The prepolymerization complexes were calculated to establish intermolecular interactions and obtain the optimum molar ratio between the template and polyamiс acid. It is shown that the constitutional repeating units of polyamic acid interact with the caffeine by forming H-bonds via carboxyl groups. The interaction energy first increases and then decreases with increasing the molar ratio of imprinting. Based on the quantum-chemical calculations, the optimal ratio of the reagents in prepolymerization mixture was set to 1 : 3 with the highest interaction energy (96.7 kJ/mol). Applying thermal imidization of solution of polyamic acid in the presence of a template, the molecularly imprinted polyimide has been synthesized by the non-covalent imprinting method. The ability of the obtained piezosensors to recognize the tempalte in model mixtures was experimentally evaluated. It was found that the range of detectable concentrations of caffeine is 3.1.10-6-10-1 mol/dm3 and the detection limit is 10-6 mol/dm3. Correctness of the caffeine determination in model solutions was verified in the spike/recovery tests. Piezosensors based on MIP were approved for the determination of the caffeine in tea varieties. It is shown that the concentration of caffeine in the aqueous solution increases with increasing brewing time. The relative standard deviation is less than 8%.


2017 ◽  
Vol 17 (2) ◽  
pp. 184-189
Author(s):  
G.S. Beloglazov ◽  
S.A. Teryusheva ◽  
S.M. Beloglazov

The results of quantum chemical computations of isolated molecules(derivatives of 1,4-quinone) performed by using restricted Hartree-Fock (RHF)method with the aid of Gaussian94 software in 3-21G basis set, are reported.Correlation coefficients between quantum chemical characteristics (QCC) of themolecules of inhibitors of corrosion and hydrogen absorption of steel St3 andexperimentally measured efficiencies of such species as the inhibitors in SRBcontaining media, have been calculated.


2021 ◽  
Vol 70 (5) ◽  
pp. 890-899
Author(s):  
E. N. Chulakov ◽  
M. A. Korolyova ◽  
L. Sh. Sadretdinova ◽  
A. A. Tumashov ◽  
M. I. Kodess ◽  
...  

2016 ◽  
Vol 61 (10) ◽  
pp. 1257-1261 ◽  
Author(s):  
N. N. Breslavskaya ◽  
S. P. Dolin ◽  
A. A. Markov ◽  
T. Yu. Mikhailova ◽  
N. I. Moiseeva ◽  
...  

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document