Co-Pd催化剂上CH_4/CO_2合成乙酸反应中CO_2与表面金属物种作用的密度泛函理论研究

采用广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论(DFT)(DFT-GGA)对Co-Pd催化剂上CH4/CO2两步法合成乙酸反应中CO2与金属表面物种M—H(M=Co,Pd)和Pd—CH3的插入反应机理进行了研究,给出了CO2与M—H和Pd—CH3的插入反应机理.计算结果表明,在CO2与M—H和Pd—CH3相互作用的4个反应路径中,反应以CO2与Co—H作用生成产物HCOO—Co为动力学优先路径,但由于HCOO以双齿形式与金属Co结合,其结合能较大,导致HCOO在金属表面不易脱附,故较难形成甲酸;反应生成H3CCOO—Pd产物路径次之,H3CCOO和Pd之间结合能较小,H3CCOO容易脱附形成主产物乙酸;生成H3COOC—Pd反应为动力学最不利路径,故甲酸甲酯为动力学禁阻产物;计算结果与实验结果吻合得很好.