<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<style type="text/css" style="display:none;"> P {margin-top:0;margin-bottom:0;} </style>
</head>
<body dir="ltr">
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);">
<a name="x_m_-6102164529963294376_x_Chapter1" style="font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif; font-size: 12pt; color: inherit;"><b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:black">NAME:</span></b></a><span style="font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif; font-size: 12pt;"></span><span style="font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif; font-size: 14pt; line-height: 150%; color: black;">&nbsp;Xiao
 Li</span><br>
</div>
<div>
<div lang="EN-US">
<div class="x_WordSection1">
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;line-height:150%; background:white">
<b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#201F1E">COMMITTEE CHAIR:&nbsp;</span></b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#201F1E">Dr. Lars Grabow</span><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#222222"></span></p>
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;line-height:150%; background:white">
<b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#201F1E">DATE:</span></b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#201F1E">&nbsp;</span><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#222222">Monday, November 30, 2020</span></p>
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;line-height:150%; background:white">
<b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#201F1E">TIME</span></b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#201F1E">:&nbsp;</span><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#222222">2:00 PM (CST)</span></p>
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;line-height:150%">
<b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#201F1E">LOCATION:</span></b><span style="font-family:&quot;Times New Roman&quot;,serif; color:#201F1E">&nbsp;</span><a href="https://urldefense.com/v3/__https://uofh.zoom.us/j/91735130621?pwd=WlZ4R3ErVnFBenQ0ZkxkYUJYeHJndz09__;!!LkSTlj0I!Wu4aV0EqS9H8nUpwPP6xDq3tVMKYjkLphGF4yBGAlnPMZNaD9otpoXGq4mOjF10XBBg$" target="_blank"><span style="color:#1155CC; background:white">https://uofh.zoom.us/j/91735130621?pwd=WlZ4R3ErVnFBenQ0ZkxkYUJYeHJndz09</span></a></p>
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;line-height:150%; background:white">
<b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#201F1E">TITLE:&nbsp;&nbsp;</span></b><span style="font-size:14.0pt; line-height:150%; color:#222222"></span></p>
<p class="x_MsoNormal" align="center" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;text-align:center; background:white">
<b><span style="font-size:14.0pt; color:#201F1E">Prediction of Acid Site Evolution and Distribution Using First-Principles Kinetic Monte Carlo and Genetic Algorithms: Implications for Catalytic Hydrotreating of Biomass</span></b></p>
<p class="x_MsoNormal" align="center" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;text-align:center; background:white">
<span style="font-family:&quot;Times New Roman&quot;,serif; color:#222222">&nbsp;</span></p>
<p class="x_MsoNormal" align="center" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;text-align:center; background:white">
<span style="font-family:&quot;Times New Roman&quot;,serif; color:#222222">&nbsp;</span></p>
<h6 style="margin: 2pt 0in 0.0001pt; text-align: center; break-after: avoid; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif; color: black; font-weight: bold;margin-right:0in; margin-bottom:6.0pt; margin-left:0in">
<span style="font-size:14.0pt">Abstract</span></h6>
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;margin-bottom:6.0pt; text-align:justify; text-justify:inter-ideograph; text-indent:.5in">
<span style="color:black">Computational design of multifunctional catalysts and active sites that dynamically respond to changes in reaction conditions is a formidable challenge. Microkinetic models (MKM) are popular for catalytic activity and trend predictions,
 but the underlying mean field approximation cannot account for the spatial distribution of multiple active sites. In contrast, lattice-based kinetic Monte Carlo (kMC) simulations using a cluster expansion representation of adsorbate−adsorbate interactions
 can capture the intricacies and complexities of a real catalytic system. I have evaluated the practical advantages of MKM and kMC simulations and found that MKM is faster and more robust when used with limited energetic input information, as it would be common
 for catalyst screening.</span></p>
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;margin-bottom:6.0pt; text-align:justify; text-justify:inter-ideograph; text-indent:.5in">
<span style="color:black">The advantages of first-principles kMC simulations are better demonstrated for selective hydrodeoxygenation (HDO) over Ru/TiO<sub>2</sub>(110) catalysts. My kMC results qualitatively reproduce experimental results and explain the observed
 effect of co-feeding water on HDO activity. As the water partial pressure increases, the surface coverage of hydroxyl/water increases and the dominant HDO pathway switches from a reverse Mars van Krevelen mechanism to a proton-assisted pathway. There exists
 no comparable model with the ability to discriminate between metal, oxide and interfacial activity, and assign a dominant catalytic role to each component.</span></p>
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;margin-bottom:6.0pt; text-align:justify; text-justify:inter-ideograph; text-indent:.5in">
<span style="color:black">While dynamic active site changes under reaction conditions are important, the speciation of active sites is primarily determined by the synthesis conditions. To this end, I developed a genetic algorithm to quickly determine the global
 minimum energy structure (GMES) of aluminosilicates, and demonstrated a ca. 35% reduction in computational effort compared to a brute force approach.</span></p>
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;margin-bottom:6.0pt; text-align:justify; text-justify:inter-ideograph; text-indent:.5in">
<span style="color:black">The approaches and outcomes described in this thesis are leading computational catalysis beyond the design of a static active site and towards the ability to develop multifunctional catalysts that dynamically respond to changes in
 the reactive environment. Such knowledge is necessary for the discovery of highly active and selective catalysts to sustainably produce fuels and chemicals.</span></p>
<p class="x_MsoNormal" style="margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 12pt; font-family: Calibri, sans-serif;margin-right: 0in; margin-left: 0in; font-size: 12pt; font-family: &quot;Times New Roman&quot;, serif;text-align:justify; text-justify:inter-ideograph">
&nbsp;</p>
</div>
</div>
</div>
</body>
</html>