Connection of thermodynamics and kinetics in oxidation reactions catalyzed by transition metals and oxides
Notice bibliographique
Résumé
This chapter examines the oxidation reactions of alcohols and alkanes on transition metal or metal oxide surfaces. The diverse sets of reactions, including oxidative dehydrogenation, partial oxidation, reforming, and combustion, occur over temperature and oxygen chemical potential ranges spanned over many orders of magnitude, but they share similar active site requirements and mechanistic events—the oxygen chemical potentials dictate the thermodynamically stable states of the surfaces and type of reactive oxygen, on which catalytic turnovers occur via the general cycles of reductant and oxidant activation, kinetically coupled together. The chapter begins with an exploration on the thermodynamics of a bulk metal–O2 system and its application as a first approximation on the oxide phase and oxygen storage capacity, as well as the driving force in oxide redox reactions, the latter being graphically captured in an Ellingham diagram. Aside from bulk properties, the thermochemical properties of individual lattice oxygen atoms in dispersed metal oxides, such as their vacancy formation enthalpies, are expected to depend on their local coordination sphere. Through case studies, the chapter explores the general mechanistic trends, especially how the thermochemical properties of the reactive oxygen atoms, either as chemisorbed oxygen or lattice oxygen, mediate the catalytic conversion of alcohols and alkanes, through altering the active site structures and/or the character and activation free energy of the kinetically relevant C–H bond scission transition states.
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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 |
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