密度泛函理论研究丙交酯在手性金属表面的吸附与开环
材料科学
2015-06-23 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们研究了丙交酯在天然手性金属表面 Pt(321) 上的吸附与开环过程。丙交酯是聚乳酸开环聚合的前驱体，而 Pt 是一种众所周知的催化表面。本文研究了丙交酯在具有高密度扭折原子（kink atoms）的表面上的开环能量学。这些位点预计存在于真实的 Pt 表面上，并表现出增强的催化活性。使用天然手性表面还使我们能够同时研究该反应潜在的手性选择性效应。利用包含范德华力的第一性原理密度泛函理论（DFT）泛函，我们发现完整分子及不同开环态的吸附能适中，约为 1.4 eV。开环反应所需克服的能垒非常小，对于 LL-丙交酯及其手性对映体 DD-丙交酯分别为 0.32 eV 和 0.30 eV。这些能量远小于脱氢反应的活化能 0.78 eV。因此，我们的结果表明：(a) 丙交酯在 Pt(321) 上的开环反应有望在极低温度下发生，Pt 可能是该反应非常有效的催化剂；(b) 开环反应速率表现出显著的对映选择性。
引用
@article{arxiv.1411.0918,
title = {Adsorption and ring-opening of lactide on a chiral metal surface studied by Density Functional Theory},
author = {Joern-Holger Franke and Daniel S. Kosov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.0918},
year = {2015}
}