Computational and Experimental Study of the Structure, Binding Preferences, and Spectroscopy of Nickel(II) and Vanadyl Porphyrins in Petroleum
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Notice bibliographique
Résumé
We present a computational exploration of five- and six-coordinate Ni(II) and vanadyl porphyrins, including prediction of UV-vis spectroscopic behavior and metalloporphyrin structure as well as determination of a binding energy threshold between strongly bound complexes that have been isolated as single crystals and weakly bound ones that we detect by visible absorption spectroscopy. The excited states are calculated using the tandem of the time-dependent density functional theory (TD-DFT) and the conductor-like polarizable continuum model (CPCM). The excited-state energies in chloroform solvent obtained by using two density functionals are found to correlate linearly with the experimental Soret and alpha-band energies for a known series of five-coordinate vanadyl porphyrins. The established linear correction allows simulation of the excited states for labile octahedral vanadyl porphyrins that have not been isolated and yields Soret and alpha-band bathochromic shifts that are in agreement with our UV-vis spectroscopic results. The PBE0 and PW91 functionals in combination with DNP basis set perform best for both structure and binding energy prediction. The reactivity preferences of Ni(II) and vanadyl porphyrins toward aromatic fragments of large petroleum molecules are explored by using the density functional theory (DFT). Analysis of electrostatic potentials and Fukui functions matching shows that axial coordination and hydrogen bonding are the preferred aggregation modes between vanadyl porphyrins and nitrogen-containing heterocycle fragments. This investigation improves our understanding on the cause for broadening of the Ni and V porphyrin Soret band in heavy oils. Our findings can be useful for the development of metals removal methods for heavy oil upgrading.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle