CATALISIS 2 (2013) 106-111.

Estudio Químico Cuántico de la adsorción de tiofeno y tiofenos metilados en zeolita ácida

Quantum Chemical study of the thiophene and methylated thiophenes

adsorption on acid zeolite

Olga Castellano^1,*, Yilda Romero¹, Raquel Gimón², Humberto Soscun³

¹PDVSA-Intevep. Gerencia de Investigación Estratégica en Refinación e Industrialización.

Los Teques, Edo. Miranda, Ap. 76343, Caracas 1070-A, Venezuela. E-mail: castellanool@pdvsa.com

²PDVSA-Intevep. Gerencia Refinación e Industrialización. Los Teques, Edo. Miranda, Ap. 76343, Caracas 1070-A.

³Laboratorio de Química Inorgánica Teórica, Departamento de Química, Facultad Experimental de Ciencias,

La Universidad del Zulia, Ap. 526. Maracaibo, Venezuela.

RESUMEN

El presente estudio describe una investigación químico cuántico a nivel de la Teoría Funcional de la Densidad DFT de la adsorción de la molécula de tiofeno, 2-metil-tiofeno y 3-metil-tiofeno sobre un modelo de zeolita ácida tipo Faujasita, el cual es representado por una estructura que contiene tres anillos de 12 miembros y un sitio acido de Brönsted. La metodología empleada está basada en la aplicación del funcional HCTH y el conjunto base numérico doblemente polarizado DNP implementado en el programa DMOL3, módulo de cálculo DFT contenido en el programa Materials Studio 4.0. Los resultados indican que los compuestos de tiofeno se adsorben sobre las zeolitas acidas formando un enlace de Van der Waals a través de la interacción del sitio acido de Brönsted y la región dominada por el átomo de S y la región del átomo de C adyacente al S y opuesto al sustituyente metilo. La fortaleza de este tipo de enlace no-covalente depende del tipo de tiofeno involucrado, sin embargo, la energía es de aproximadamente 10 kcal/mol y presenta una distancia intermolecular de alrededor de 2,5 Å. Estos resultados corroboran observaciones experimentales para compuestos azufrados de origen orgánico en compuestos zeolíticos.

Palabras clave: Adsorción de tiofenos, Teoría Funcional de la Densidad, zeolita ácida

ABSTRACT

This study describes a quantum chemical research at Density Functional Theory level (DFT) of the adsorption of thiophene, 2-methylthiophene and 3-methylthiophene on a model of acidic Faujasite zeolite type, represented by a structure which contains three rings of 12 members and a Bronsted acid site. The methodology is based on the application of HCTH functional and double numeric polarized basis set DNP implemented in the DMOL3 program, which is a DFT calculation module contained in the program Materials Studio 4.0. The results indicate that thiophene compounds are adsorbed on acidic zeolites type forming Van der Waals type bonds through the Brönsted acid site of about 10 kcal/ mol and bond distance of 2.5 Å. These results are supported by experimental observations of organic sulfur compounds on zeolite materials .

Keywords: Acid zeolite, Density Functional Theory, thiophenes adsorption

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