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【24h】

Ligand assisted hydrogenation of levulinic acid on Pt(111) from first principles calculations

机译：从第一原理计算中，配体在Pt上辅助脱氟辛酸的氢化（111）

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In this study, we investigate the hydrogenation reaction of levulinic acid to 4-hydroxypentanoic acid on ligand-modified Pt(111) using DFT. Modifying nanoparticle surfaces with ligands can have beneficial effects on the desired reaction such as improved selectivity or lower activation energies. The N3,N3-dimethyl-N2-(quinolin-2-yl)propane-1,2-diamine (AQ) ligand was selected to modify the surface, since it combines good surface adsorption properties with functional groups that can influence the reaction. The adsorption geometry of the AQ ligand was studied as well as the co-adsorption of a second AQ ligand for the possibility of self-assembly. We found that dissociated hydrogen from the Pt(111) surface can protonate the AQ ligand and discuss the role this plays on the mechanism of the hydrogenation reaction of levulinic acid (LA). By comparing the ligand-modified Pt(111) surface to the bare Pt(111) surface we show that the reaction changes from a step-wise to a concerted mechanism due to the influence of the ligand molecule. This demonstrates the effect that ligand-modified surfaces can have on catalyzing reactions and shows that desired reactions can be achieved by tuning the reaction environment.
机译：在这项研究中，我们使用DFT研究了在配体修饰的PT（111）上，利抗素酸与4-羟基苯甲酸的氢化反应。用配体修饰纳米颗粒表面可能会对所需反应产生有益的影响，例如提高选择性或降低活化能。选择了N3，N3-二甲基N2-（Quinolin-2-基）丙烷-1,2-二胺（aq）配体以修饰表面，因为它将良好的表面吸附特性与可能影响反应的官能团相结合。研究了AQ配体的吸附几何形状以及第二个AQ配体的共吸附，以进行自组装。我们发现，从PT（111）表面解离的氢可以质子化AQ配体，并讨论这种作用在脱氟辛酸（LA）的氢化反应机理中所起的作用。通过将配体修饰的Pt（111）表面与裸露的Pt（111）表面进行比较，我们表明，由于配体分子的影响，反应从逐步的机理变为协同机制。这表明了配体修饰表面可以对催化反应具有的影响，并表明可以通过调整反应环境来实现所需的反应。

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