Development of First-Principle Combinatorial Computational Chemistry Method and Its Application to Catalyst Design

第一原理组合计算化学方法的发展及其在催化剂设计中的应用

基本信息

  • 批准号:
    11450302
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Combinatorial chemistry has been developed as an experimental method where it is possible to synthesize hundreds of samples all at once and examine their properties. Originally combinatorial chemistry was proposed and has been developed mainly in the synthesis of organic compounds. Now it is indispensable in the development of drugs and biotechnology. Recently, combinatorial chemistry was introduced into the inorganic field. Especially, because of the increased utility of many elements system, such as thin films, luminous bodies, and magnetoresistances, combinatorial chemistry is expected to work as a highly efficient screening method even in inorganic material synthesis.On the other hand, computational chemistry is used mainly to elucidate the catalytic mechanism, catalytic activity, and deactivation mechanism in the catalysis field. In addition to the investigation of the mechanism of the well known catalytic reactions at atomic and electronic levels, computational chemistry is expec … More ted to have an important role in predicting new catalysts with high activity, high selectivity, and high resistance to poisons. Recently, we introduced the combinatorial approach to computational chemistry for catalyst design and proposed a new method called "combinatorial computational chemistry". In this approach, the effects of a large number of metals, supports, and additives on the catalytic activity are calculated systematically using computer simulation techniques, in order to predict the best element for each catalytic reaction.In this project, we developed a lot of programs for first-principle combinatorial computational chemistry, such as (1) accelerated quantum chemical molecular dynamics, (2) open-shell accelerated quantum chemical molecular dynamics, (3) hybrid first-principle quantum chemical molecular dynamics, (4) coarse-grained crystal growth simulator, (5) crystal growth simulator for surface chemical reactions and so on. Moreover, we applied our combinatorial computational chemistry approach to design (1) deNOx catalysts, (2) methanol synthesis catalysts, (3) Fischer-Tropsh synthesis catalysts, etc. and the effectivity and applicability of our combinatorial computational chemistry approach were strongly confirmed. Less
组合化学已发展为一种实验方法,可以同时合成数百个样品并检查其性质。组合化学最初是在有机化合物的合成中提出并发展起来的,现在它在有机化合物的开发中是不可或缺的。近年来,组合化学被引入到无机领域,特别是由于薄膜、发光体、磁阻等多种元素系统的实用性不断提高,组合化学被寄予厚望。甚至在无机材料合成中也可以作为一种高效的筛选方法。另一方面,计算化学除了研究催化领域的机理外,主要用于阐明催化机理、催化活性和失活机制。众所周知的原子和电子水平的催化反应,计算化学预计在预测具有高活性、高选择性和高抗毒性的新型催化剂方面发挥重要作用。我们引入了催化剂设计的计算化学组合方法,并提出了一种称为“组合计算化学”的新方法,在该方法中,使用计算机模拟系统地计算大量金属、载体和添加剂对催化活性的影响。在这个项目中,我们开发了很多第一原理组合计算化学的程序,例如(1)加速量子化学分子动力学,(2)开壳层加速量子化学分子动力学,(3)混合第一原理量子化学分子动力学,(4)粗粒晶体生长模拟器,(5)表面化学反应晶体生长模拟器等。此外,我们还应用了组合计算化学。设计(1)脱硝催化剂,(2)甲醇合成催化剂,(3)费托合成催化剂等的方法以及我们的组合计算化学方法的有效性和适用性少确认。

项目成果

期刊论文数量(48)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
X.Yin et al.: "NH_3 Adsorption on the Bronsted and Lewis Acid Sites of V_2O_5 (010): A Periodic Density Functional Study"J.Phys.Chem.B. 103. 4701-4706 (1999)
X.Yin等:“NH_3在V_2O_5(010)的布朗斯台德和路易斯酸位点上的吸附:周期性密度泛函研究”J.Phys.Chem.B。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Zhou et al.: "Periodic Density Functional Study on Adsorption Properties of Organic Molecules on Clean Al(111) Surface"Applied Surface Science. 158. 38-42 (2000)
H.Zhou等人:“清洁Al(111)表面有机分子吸附性能的周期密度泛函研究”应用表面科学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
A.Endou et al.: "Application of Periodic Density Functional Method to Catalyst Design"Advanced Science Technology. 18. 271-278 (1999)
A.Endou 等人:“周期密度泛函方法在催化剂设计中的应用”先进科学技术。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
A.Endou et al.: "Comparative Investigation on the Adsorption Properties of Precious Metal Clusters toward No : A Density Functional Study"The Journal of Physical Chemistry B. 104. 5110-5117 (2000)
A.Endou 等:“贵金属簇对 No 的吸附性能的比较研究:密度泛函研究”物理化学杂志 B.104.5110-5117 (2000)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
X.Yin, A.Fahmi, H.Han, A.Endou, S.S.C.Ammal, M.Kubo, K.Teraishi, and A.Miyamoto: "Adsorption of H_2O on the V_2O_5(010) Surface Studied by Periodic Density Functional Calculations"J.Phys.Chem.B. 103. 3218-3224 (1999)
X.Yin、A.Fahmi、H.Han、A.Endou、S.S.C.Ammal、M.Kubo、K.Teraishi 和 A.Miyamoto:“通过周期密度泛函计算研究 H_2O 在 V_2O_5(010) 表面上的吸附”
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  • 发表时间:
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    $ 9.6万
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知道了