2022
DOI: 10.1039/d2cp00825d
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Perceptions on the treatment of apparent isotope effects during the analyses of reaction rate and mechanism

Abstract: Isotope substitution, a compelling tool of physical chemistry, has been broadly applied in the research field of heterogeneous catalysis. In general, upon the differences in mass-related atomic vibrational frequencies and...

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“…Ähnliche Ergebnisse erhielten wir auch in dynamischen Messungen mittels der steady-state isotopic transient kinetic analysis (SSITKA) Methode, in denen die CO 2 Bildung mittels IR Spektrome-trie bestimmt wurde (siehe Abbildung S4 und S5, Hintergrundinformationen). Aufgrund der relativ geringen Unterschiede in den Molekulargewichten sind diese Werte charakteristisch für einen primären inversen KIE, [18,19] was darauf hindeutet, dass der ratenlimitierende Schritt die Bildung oder den Bruch einer Bindung zu dem entsprechenden O-Atom entweder im ratenbestimmenden Schritt oder in einem nachfolgendenden, langsamen und produktbestimmenden Schritt beinhaltet. Höchstwahrscheinlich bezieht sich dies auf die Aktivierung der starken O=O Bindung (O 2 Dissoziation) oder die Abreaktion einer (aktivierten) O-Spezies durch Reaktion mit CO. Dabei nehmen wir an, dass alle vorhandenen Cu Atome aktiv sind und sich nicht gegenseitig beeinflussen, was aufgrund der offenen Struktur und der gleichen Entfernung zwischen benachbarten Cu Atomen plausibel erscheint.…”
Section: Ergebnisse Und Diskussionunclassified
“…Ähnliche Ergebnisse erhielten wir auch in dynamischen Messungen mittels der steady-state isotopic transient kinetic analysis (SSITKA) Methode, in denen die CO 2 Bildung mittels IR Spektrome-trie bestimmt wurde (siehe Abbildung S4 und S5, Hintergrundinformationen). Aufgrund der relativ geringen Unterschiede in den Molekulargewichten sind diese Werte charakteristisch für einen primären inversen KIE, [18,19] was darauf hindeutet, dass der ratenlimitierende Schritt die Bildung oder den Bruch einer Bindung zu dem entsprechenden O-Atom entweder im ratenbestimmenden Schritt oder in einem nachfolgendenden, langsamen und produktbestimmenden Schritt beinhaltet. Höchstwahrscheinlich bezieht sich dies auf die Aktivierung der starken O=O Bindung (O 2 Dissoziation) oder die Abreaktion einer (aktivierten) O-Spezies durch Reaktion mit CO. Dabei nehmen wir an, dass alle vorhandenen Cu Atome aktiv sind und sich nicht gegenseitig beeinflussen, was aufgrund der offenen Struktur und der gleichen Entfernung zwischen benachbarten Cu Atomen plausibel erscheint.…”
Section: Ergebnisse Und Diskussionunclassified
“…To show if the HOOH formation is a rate-limiting step along the path to the final product PO, we have carried out the H 2 /D 2 exchange experiment over the 0.1 wt % Au/TS-1-B (100) catalyst. The observed H 2 /D 2 KIE ( k H / k D ) for PO formation (Figure S12) is approximately determined to be 1.4, which is smaller than the typical primary KIE (the normal value for H 2 vs D 2 is 2–5). Therefore, the relatively small KIE originating from the zero-point energy difference between isotopic isomers indicates that the HOOH formation on Au sites including H–H bond cleavage (step 1.3) may be not the sole rate-determining step (RDS) but is the kinetically relevant step. , In addition, the surface HOOH species can migrate via gas phase to the Ti sites in proximity to Au or to the remote Ti sites (step 1.6 and 2.1). Both the HOOH desorption from Au sites and adsorption on Ti sites have relatively low activation energies, which cannot be rate-limiting.…”
Section: Resultsmentioning
confidence: 93%
“…The use of D-methanol as a reactant led to higher CT 0 values over all of the catalysts (Figure a). This can be ascribed to the D–H kinetic isotope effect, in which the higher energies of the C–D/O–D bonds with respect to those of the C–H/O–H bonds are anticipated to decrease the rates of all HP reactions, including those leading to coke formation. The H- and D-methanol feeds over SSZ-13 and ZSM-35 demonstrated similar product distribution.…”
Section: Resultsmentioning
confidence: 99%