derdare meryem
- derdare.meryem@univ-guelma.dz
- meryemderdare30@gmail.com
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Abstract
The stability, electronic and magnetic properties of the MC19 (M= Ir, Au and Ru) clusters were studied using (DFT) calculations with the B3LYP method. The interaction of the MC19 clusters with the NH3, NO2 and N2O molecules was also studied in order to evaluate their adsorptive properties. The results reveal that the N2O and NH3 molecules are physically adsorbed on the C20 surface, while the NO2 molecule is strongly chemisorbed. When a carbon atom is replaced by a metal atom (Ru, Ir or Au), the stability of the RuC19 and AuC19 clusters was enhanced, and in turn the stability of the IrC19 cluster was decreased. The interaction of the N2O molecule on the surface of the IrC19 cluster leads to the dissociation of the N2O molecule into O* and N2 with an adsorption energy of - 49.4 kcal mol-1. This suggests that this cluster could be used as an active and efficient nanocatalyst for the N2O decomposition reaction. In contrast, the N2O molecule on the AuC19 and RuC19 clusters was carried out without dissociation. Moreover, large change in energy gap was observed upon the interaction of the N2O and NH3 molecules with the AuC19 surface, reflecting a high electronic sensitivity towards the above molecules. Therefore, it can be used as an efficient sensor for the detection of the N2O and NH3 molecules.
In this study, the mechanism of N2O dissociation at the surface of the MC23 (M= Mn, V and Pd) clusters was studied and the activation energies of each system were calculated in order to find the most catalytically active clusters in the N2O decomposition.
Abstract (Ar)
تمت دراسة الثبات والخصائص الإلكترونية والمغناطيسية لمجموعات MC19(M=Ir,Au ,Ru) باستخدام حسابات (DFT) باستخدام طريقة B3LYP.تمت أيضًا دراسة تفاعل مجموعات MC19 مع جزيئات NH3 و NO2 و N2O من أجل تقييم خصائصها الامتزازية. كشفت النتائج أن جزيئات N2O و NH3 ممتصة جسديًا على سطح C20 ، بينما جزيء NO2 يتم امتصاصه كيميائيًا بقوة. عندما يتم استبدال ذرة كربون بذرة معدنية (Ru أو Ir أو Au) ، تم تحسين استقرار مجموعات RuC19 و AuC19 ، وبالتالي انخفض استقرار مجموعة IrC19. يؤدي تفاعل جزيء N2O على سطح مجموعة IrC19 إلى تفكك جزيء N2O إلى O * و N2 بطاقة امتزاز تبلغ - 49.4 كيلو كالوري مول -1. يشير هذا إلى أنه يمكن استخدام هذه المجموعة كمحفز نانوي نشط وفعال لتفاعل تحلل أكسيد النيتروز. في المقابل، تم تنفيذ جزيء N2O على مجموعتي AuC19 و RuC19 بدون تفكك. علاوة على ذلك، لوحظ تغير كبير في فجوة الطاقة عند تفاعل جزيئات N2O و NH3 مع سطحAuC19 ، مما يعكس حساسية إلكترونية عالية تجاه الجزيئات المذكورة أعلاه. لذلك، يمكن استخدامه كمستشعر فعال للكشف عن جزيئات N2O و NH3.
في هذه الدراسة، تمت دراسة آلية تفكك N2O على سطح مجموعات MC23 (M = Mn و V و Pd) وحُسبت طاقات التنشيط لكل نظام من أجل العثور على أكثر العناقيد نشاطاً حفزياً في تحلل N2O.
Abstract (Fr)
La stabilité, les propriétés électroniques et magnétiques des clusters MC19 (M = Ir, Au et Ru) ont été étudiées à l'aide de calculs (DFT) avec la méthode B3LYP. L'interaction des clusters MC19 avec les molécules NH3, NO2 et N2O a également été étudiée afin d'évaluer leurs propriétés d'adsorption. Les résultats révèlent que les molécules N2O et NH3 sont physiquement adsorbées sur la surface C20, tandis que la molécule NO2 est fortement chimisorbée. Lorsqu'un atome de carbone est remplacé par un atome de métal (Ru, Ir ou Au), la stabilité des clusters RuC19 et AuC19 a été améliorée, et à son tour la stabilité du cluster IrC19 a été diminuée. L'interaction de la molécule N2O à la surface du cluster IrC19 conduit à la dissociation de la molécule N2O en O* et N2 avec une énergie d'adsorption de - 49,4 kcal mol-1. Ceci suggère que ce cluster pourrait être utilisé comme nanocatalyseur actif et efficace pour la réaction de décomposition du N2O. En revanche, la molécule N2O sur les clusters AuC19 et RuC19 a été réalisée sans dissociation. De plus, un changement important de l'écart d'énergie a été observé lors de l'interaction des molécules N2O et NH3 avec la surface AuC19, reflétant une sensibilité électronique élevée envers les molécules ci-dessus. Par conséquent, il peut être utilisé comme un capteur efficace pour la détection des molécules N2O et NH3.
Dans cette étude, le mécanisme de dissociation du N2O à la surface des clusters MC23 (M = Mn, V et Pd) a été étudié et les énergies d'activation de chaque système ont été calculées afin de trouver les clusters les plus catalytiquement actifs dans la réaction de décomposition du N2O.
Scientific publications
- M. Derdare, A-G. Boudjahem, M. BoulbazineAdsorption of the NO2, N2O and NH3 molecules over the C20 and MC19 (M= Ru, Ir and Au) clusters: A DFT approach. Surfaces and interfaces (2021).
- M. Derdare, A-G. Boudjahem, Adsorption of the guanine molecule over the pristine, Nb-, and Au-doped boron nitride nanosheets: a DFT study, structural chemistry (2021).
- A. Boudjahem, M. Boulbazine, M. Derdare, Electronic and Magnetic Properties of Small Nickel Clusters and Their Interaction with CO Molecule, J.Superconductivity and Novel Magnetism, (2020).
- A. Boudjahem, M. Boulbazine, M. Derdare, A theoretical study of the stability and electronicproperties of Ge n Ru (n= 2–10) clusters and theirsensitivitytoward SO2 adsorption, Structural Chemistry. (2020)
- A-G. Boudjahem, M. Boulbazine, M. Derdare, A theoretical study of the stability and electronic properties of GenRu (n= 2–10) clusters and their sensitivity toward SO2 adsorption, , Structural Chemistry (2020).
- R. Maizia, R. Ksouri, A-G. Boudjahem, and M. Derdare, First-Principles Calculations of Structural, Thermodynamic, and Elastic Properties of Lead Chalcogenides PbX (X = S, Se, and Te) in NaCl (B1) Phase, Russian Journal of Inorganic Chemistry (2021).
R. Ksouria, R. Maizi, I. Djaghout, A. Boudjahem, and M. Derdare, Ab Initio Study on Structural, Elastic, and Thermodynamic Properties of Manganese Chalcogenides MnX (X = S and Se) in NaCl Phase under Pressure. Russian Journal of Inorganic Chemistry (2022).
Scientific conferences
Séminaire Nationales :
- Meryem. Derdare, Mouhssin. Boulbazine, Abdel-Ghani. Boudjahem, Characterisation and reactivity of Ni-Ag/Al2O3 Nanoparticles prepared by chemical method, 1er Séminaire national sur la Chimie Appliquée et la Modélisation moléculaire, 26-Septembre-2019 université de Guelma.
- Meryem. Derdare, Abdel-Ghani. Boudjahem, A computational study of the relative stability and electronic properties of GeRu clusters and their reactivity SO2 molecule, le 2eme séminaire national des sciences d’interfaces chimie-biologie le 20 Février 2021 université de souk ahras.
- Meryem. Derdare, Abdel-Ghani. Boudjahem, Electronic and Magnetic Properties of Small Nickel Clusters and Their Interaction with CO Molecule, first national virtuel conference on chemical process and environmental engineering NVCCPEE 2021. December 15-16 Université de Biskra.
Séminaires Internationales:
- Meryem Derdare, Abdel-Ghani Boudjahem, Stability and electronic properties of Ir-doped Vanadium nanomaterials and their interaction with N2H4 molecule: A theoretical study, XIIIèmes Journées Maghrébines des Sciences des Matériaux. JMSM’2020 Oran (Algérie) 09 – 11 Mars 2020.
- Meryem Derdare, Abdel-Ghani Boudjahem, Preparation and reactivity of Silver-Palladium nanoparticles prepared by chemical method, 1er conférence international sur les procédés industriels et la conservation environnementales, SKIKDA, du 07 au 09 Décembre 2021.