Energies and vibrational modes of species formed by dehydrogenation of ch4 in presence of o2 over cr2o3(0001)

Abstract

En este trabajo se realiza un estudio teórico de la deshidrogenación de CH4 con O2 – en estado molecular y disociativo - previamente adsorbido en Cr2O3(0001), mediante cálculos basados en la Teoría Funcional de la Densidad (DFT). Los resultados arrojan la formación de metanol para la adsorción de CH4 sobre O2 en estado disociativo, con una energía de formación de −5.14 eV. También se observó la formación de formaldehído para la reacción de CH2 con O2 molecular (Eads = −6.09 eV) y de dioximetileno para este mismo sistema pero con el O2 adsorbido previamente en estado disociativo sobre el Cr2O3(0001), con Eads = −8.17 eV. Luego, se compararon los modos vibracionales hallados por DFT para cada una de las especies, los cuales están en buen acuerdo con los de la bibliografía de referencia. Esto nos permite respaldar los valores hallados tanto mediante cálculos teóricos como por métodos experimentales.

In this work we perform a theoretical study of dehydrogenation process of CH4 on O2 – in both molecular and dissociative states - previously adsorbed on Cr2O3 (0001). Calculations are based on Density Functional Theory (DFT). The results show the methanol formation form the adsorption of CH4 on O2 in dissociative state with a formation energy −5.14 eV. Also formaldehyde was formed by the reaction of CH2 with molecular O2 (Eads = −6.09 eV) and dioxymethylene by the reaction of CH2 with O2 previously adsorbed in dissociative state on Cr2O3(0001), with Eads = −8.17 eV. Finally, the vibrational modes found by DFT for each of the species were compared, which are in good agreement with those of reference bibliography. This allows us to support the values found both by technical calculations and by experimental methods.