章日光
,
黄伟
,
王宝俊
催化学报
采用量子化学密度泛函理论对CH4/CO2两步法合成乙酸反应中表面碳化物CHx (x=0～3)在Co和Pd模型表面上不同吸附活性位上的吸附能、空间构型和反应吉布斯自由能进行了系统性的比较研究. 计算结果表明, CH4/CO2两步反应在单一金属Co或Pd催化剂上在常压等温条件下不能有效进行,但在Co和Pd组成的双金属催化剂上,两步反应在常压等温下可以进行. 在Co和Pd双金属催化剂上,金属Co活化CH4生成金属碳化物CHxCo(x=0, 1)为热力学允许反应,其后CHx溢流到金属Pd上形成CHyPd (y=1～3)碳化物,最后CO2插入CHyPd生成乙酸,后两者在常压等温情况下也为热力学允许反应,并且在435 K以上可以与前者构成等温循环. 计算结果与实验结果吻合.
关键词:
表面碳物种
,
钯
,
热力学
,
机理
,
密度泛函理论
,
甲烷
,
二氧化碳
,
乙酸
章日光
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黄伟
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王宝俊
催化学报
采用量子化学密度泛函方法,对CO2与H及CH3自由基反应进行了理论计算,给出了CO2与H及CH3自由基相互作用的反应机理,提出了CO2与H及CH3自由基作用的4条反应路径. 其中以H和CH3自由基进攻CO2的C原子反应为优先路径,主要产物为乙酸,而甲酸甲酯为动力学禁阻产物. 计算结果与实验结果相当吻合. 为CH4和CO2两步反应合成含氧化合物提供了理论解释和指导.
关键词:
甲烷
,
二氧化碳
,
乙酸
,
氢自由基
,
甲基自由基
,
量子化学计算
