Influence of Confinement on Barriers for Alkoxide Formation in Acidic Zeolites

The influence of the confinement imposed by eight different zeotypes on the formation of the alkoxides of 13 primary alcohols is studied using dispersion corrected density functional theory calculations with the PBE‐D3 functional. Adsorption energies of the alcohols are computed along with barriers for formation of the alkoxides, which is the first step of the stepwise dehydration mechanism. We find that variations in the adsorption and transition state energies are largely governed by van der Waals interactions between substrates and the zeolite framework. Trends between different reactants, on the other hand, are largely due to the size of the molecules, which can be described quantitatively by the number of atoms constituting them. We find that the stabilization of adsorbates is largest for frameworks that are neither too small, leading to repulsive interaction, nor too spacious leading only to weak interaction

Theoretical investigation of the side-chain mechanism of the MTO process over H-SSZ-13 using DFT and calculations

The side-chain mechanism of the methanol-to-olefins process over the H-SSZ-13 acidic zeolite was investigated using periodic density functional theory with corrections from highly accurate ab intio calculations on large cluster models. Hexa-, penta- and tetramethylbenzene are studied as co-catalysts for the production of ethene and propene. The highest barrier, both of ethene and propene formation, is found for the methylation of the side-chain towards the formation of an ethyl or isopropyl group. All other barriers are found to be substantially lower. This leads to a clear selectivity for ethene since the elimination of ethene with a rather low barrier competes with methylation towards propene which requires a barrier that is more than 100 kJ mol$^{-1}$ higher

The effects of plyometric training on the running speed of football players

VEGA 1/0544/2

"Ab initio" studium systémů na bázi CeO2

Heterogenní katalýza hraje významnou roli pro zvy¹ování efektivity rùzných procesù. Vysokou katalytickou aktivitu vykazují oxidy ceru patøící k tzv. reducibilním oxidùm, je¾ snadno uvolòují èi (zpìtnì) pøijímají atomy kyslíku prostøednictvím procesù redukce a oxidace. Zámìrem pøedlo¾ené práce je vypoèítat pásové struktury a øezy plochami konstantní energie objemových a povrchových systémù oxidu ceru pomocí kvantovì-mechanické "ab initio"metody Teorie hustotního funkcionálu. Numerické simulace jsou provádìny pomocí programového balíèku Quantum ESPRESSO za u¾ití metod rovinných vln a pseudopotenciálu. Silná korelace elektronù v pøípadì atomù ceru je modelována pøidáním Hubbardova U-èlenu. Hlavní dùraz je kladen na mo¾nost porovnávání teoretických výsledkù s tìmi získanými pomocí experimentální metody úhlovì-rozli¹ené fotoelektronové spektroskopie umo¾òující pøímý zisk jak pásových struktur, tak øezù plochami konstantní energie zkoumaného materiálu. Porovnání pomù¾e jak poznat mo¾nosti a mo¾né hranice zmínìné experimentální metody, tak i roz¹íøit její teoretické zázemí vedoucí k prohloubení znalostí materiálù perspektivních pro katalýzu. Klíèová slova: Teorie hustotního funkcionálu, Hubbardùv U-èlen, pásová struktura, plocha konstantní energie, Brillouinova zóna

"Ab initio" studium systémů na bázi CeO2

Heterogenní katalýza hraje významnou roli pro zvy¹ování efektivity rùzných procesù. Vysokou katalytickou aktivitu vykazují oxidy ceru patøící k tzv. reducibilním oxidùm, je¾ snadno uvolòují èi (zpìtnì) pøijímají atomy kyslíku prostøednictvím procesù redukce a oxidace. Zámìrem pøedlo¾ené práce je vypoèítat pásové struktury a øezy plochami konstantní energie objemových a povrchových systémù oxidu ceru pomocí kvantovì-mechanické "ab initio"metody Teorie hustotního funkcionálu. Numerické simulace jsou provádìny pomocí programového balíèku Quantum ESPRESSO za u¾ití metod rovinných vln a pseudopotenciálu. Silná korelace elektronù v pøípadì atomù ceru je modelována pøidáním Hubbardova U-èlenu. Hlavní dùraz je kladen na mo¾nost porovnávání teoretických výsledkù s tìmi získanými pomocí experimentální metody úhlovì-rozli¹ené fotoelektronové spektroskopie umo¾òující pøímý zisk jak pásových struktur, tak øezù plochami konstantní energie zkoumaného materiálu. Porovnání pomù¾e jak poznat mo¾nosti a mo¾né hranice zmínìné experimentální metody, tak i roz¹íøit její teoretické zázemí vedoucí k prohloubení znalostí materiálù perspektivních pro katalýzu. Klíèová slova: Teorie hustotního funkcionálu, Hubbardùv U-èlen, pásová struktura, plocha konstantní energie, Brillouinova zóna

"Ab initio" study of Sn-Ce-O mixed oxides

Předložená práce se zaměřuje na teoretické zkoumání strukturních a elektronických vlastností systému směsného oxidu Sn/CeO2 prostřednictvím metody DFT+U. Hlavními důvody zkoumání jsou pozorované zlepšené katalytické vlastnosti, jejichž základem mohou být zejména katalytické vlastnosti oxidů ceru, které dokáží přijímat či odevzdávat atomy kyslíku prostřednictvím procesu oxidace a redukce. V práci jsou postupně zkoumány jednotlivé části tvořící tento systém - sub- systémy kovového Sn a CeO2, dále jsou však zkoumány i systémy SnO2 a Ce2O3 a to zejména z pohledu pásové struktury a hustoty stavů. Následně je zkoumán systém se substitučním Sn defektem v objemovém oxidu CeO2, tj. Sn/CeO2. V této práci byly vzaty v potaz dvě odlišné modifikace tohoto systému - v jedné z nich je vytvořena kyslíková vakance (systém Sn/CeO2−x), druhá je ponechána beze změn (systém Sn/CeO2). Ve středu našeho zájmu je potom zkoumání vlivu Sn příměsi a výskytu kyslíkové vakance na vlastnosti systému CeO2 - z pohledu heterogenní katalýzy nás zajímá zejména vliv na možnou redukci cerových atomů. 1The present work is focused on a theoretical analysis based on the numerical DFT+U calcula- tions investigating structural and electronic properties of mixed oxide Sn/CeO2. The main reasons for this study are reported improved catalytic properties of this system that are most probably caused by catalytic properties of cerium oxides, which are based on releasing or (re)capturing of oxygen atoms via the process of cerium oxidation and reduction. In this work we study com- pounds of cerium and tin that compose Sn/CeO2 - that is a metal Sn and CeO2 together with other compounds SnO2 and Ce2O3 - especially by means of band structures and densities of states. Furthermore we studied mixed oxide Sn/CeO2 in terms of electronic structure and morphology. In this work we consider two different modifications of the analyzed system - the first one con- tains oxygen vacancy whereas the second one stay unchanged. Our study is focused on analysis of influence of tin defect upon properties of CeO2, mainly its effect on reduction of cerium atoms. 1Katedra fyziky povrchů a plazmatuDepartment of Surface and Plasma ScienceMatematicko-fyzikální fakultaFaculty of Mathematics and Physic

The effects of plyometric training on the running speed of football players

VEGA 1/0544/2