CO_2在金属表面活化的UBI-QEP方法研究

应用 UBI-QEP方法估算了金属表面上形成的活化吸附态 CO- 2 在 Cu(1 1 1 ) ,Pd(1 1 1 ) ,Fe(1 1 1 )和Ni(1 1 1 )表面上的吸附热 ,计算了各种相关反应的活化能垒 .结果表明 ,CO- 2 在 4种过渡金属表面的相对稳定性的顺序为 Fe>Ni>Cu>Pd;在 Fe和 Ni表面上 CO- 2 较易生成 ,且容易进一步发生解离反应 ,在 Fe表面会解离成 C和 O吸附原子 ,而在 Ni表面上解离的最终产物为 CO和 O;在 Cu表面上 ,CO- 2 虽较难形成 ,但其加氢反应的活化能比解离反应低 ,因此加氢反应是其进一步活化的有效模式 ;在 Pd表面上 ,CO- 2 吸附态在能量上很不稳定 ,所以 CO2 在

汽车尾气净化反应的UBI-QEP法研究

应用单位键指标%D二次指数势 (UBI QEP)方法对汽车尾气净化反应中氮氧化物的分解进行了理论分析 .结果表明 ,NOx 的分解的可能途径为氮氧化物的直接分解、CO还原助解和氮助解离 .在富氧条件下 ,以CO助解为主 .NO的解离存在N2 O中间态 .Ni与Rh一样 ,也是优秀的还原NOx 催化剂 ,若能有效克服表面氧的共吸附 ,Ni

UBI-QEP法研究氧化钴上的催化还原脱硫反应

应用UBI-QEP能学方法,研究了氧化钴表面上的催化还原脱硫反应.发现在CO还原SO2的过程中,低温条件下,反应遵循氧化还原(Redox)机理,即CO先与晶格氧反应在表面产生氧缺位,然后SO2在氧阴离子空穴上被还原;在高温条件下,COS中间态确实存在,反应为Redox机理和COS中间态机理共同作用.中间产物SO是极不稳定的,即能很快被CO继续还原,又可以为表面氧物种所氧化.COS可抑制表面氧物种,因此能起到间接控制该反应的作用.

用UBI-QEP方法分析钴系Fischer-Tropsch合成催化反应机理

采用unity bond index-quad ratic exponential potential(UBI-QEP)方法,以Co(0001)单晶为模型催化剂,对Fischer-Tropsch(F-T)合成的三种可能反应机理(表面碳化物机理、烯醇机理和CO插入机理)进行了全面的能学分析.计算结果表明,通过表面碳化物机理生成烃类产物从能学角度看较为合理,其中COads表面解离和Cads加氢具有较高的活化能垒,可能是整个F-T反应序列中的慢步骤;通过CH2,ads插入金属-烷基键实现链增长的活化能垒最低,是能量上有利的链增长方式;在Co(0001)晶面上烷基经β-H消除生成烯烃的活化能垒低于加氢生成烷烃,而通过CO插入机理生成的有机含氧化合物的二次反应能垒较低,从而导致其在Co催化剂上的低选择性.此外,与Fe/W(110)相比,Co金属上的CHx,ads加氢以及CH2,ads插入的活化能垒较低,从而解释了Co催化剂上甲烷选择性较高和倾向于生成重质烃类产物的特性.

UBI-QEP方法研究乙烷的催化转化

用归一键指数-二次指数势(UBI-QEP)方法计算了在Ni(111)、Pt(111)、Pd(111)、Ag(111)、Fe(110)的清洁表面及不同覆盖度氧的预吸附表面上乙烷的催化转化性质.结果表明,乙烷在清洁表面反应时,C-H键的断裂在Pt上较容易,在Ag上最难.在Fe上C-C键的分裂比C-H键稍易.氧的预吸附和参与反应使Ag和Pd上乙烷的裂解相对在清洁表面上容易,而在Pt、Ni和Fe面上乙烷的裂解较在清洁表面上难.乙烷在氧预吸附的金属上反应,产物主要为乙烯、甲烷、含氧C2有机物.

过渡金属表面反应能量学计算系统的开发(英文)

利用 VB6.0和 Access7.0开发了过渡金属表面反应能量学的计算系统 .该软件基于 U BI-QEP的理论方法 ,采用模块化设计 ,其功能模块有 3个 :(1)数据库模块 .利用该模块可以实现气相解离能以及小吸附基团在各种过渡金属表面吸附热的查询、添加与修改 ;(2 )化学吸附热计算模块 ,利用该模块可以调用数据库中的数据对吸附基团在不同吸附方式的吸附热进行计算 ;(3 )基元反应的活化能垒计算模块 .利用该模块可以对基元反应的活化内能进行计算 ,进而分析其反应的难易与历程 .该系统实现了 UBI-QEP的理论方法计算的程序化 。

肼在金属表面上分解机理的理论研究

键指数归一-二次指数势(Unity Bond Index-Quadratic Exponential Potential,UBI-QEP)法被用于研究肼在Fe,Ru,Pt和Cu表面上的分解机理.研究结果表明,肼在金属上优先发生N—N键断裂,金属活性顺序是Ru^Fe>Pt>Cu,但不同金属上呈现出不同的产物选择性.在Fe,Ru上产物主要为N2和H2,其通过N2Hx物种形成的可能性较低,金属活性顺序为Ru>Fe;而在Cu,Pt上最终产物为NH3,N2和H2,其中H2和N2的形成可能部分源于中间体物种N2H的转化,金属的活性顺序为Pt>Cu.

F-T合成中速率控制步骤的Mont Carlo模拟研究

以碳化物机理为基础,以UBI-QEP方法获得基元反应的活化能垒,以过渡状态理论估算基元反应的指前因子,用Monte Carlo模拟研究了脱氧反应对F-T合成的影响。计算结果表明不同的H2O、CO2生成速率影响了表面H/CO,从而影响了F-T反应的活性及选择性。

CO_2在金属表面活化的能学方法研究

应用 UBI- QEP方法 ,估算了 CO2 -在金属表面的吸附热 ,并计算了 CO2 在 Cu(111)、Pd(111)、Fe(111)、Ni(111)表面的各种反应途径的活化能垒 .结果表明 ,CO2 - 在 4种过渡金属表面相对的稳定性和 CO2 解离吸附的活性顺序一致 ,均为 Fe>Ni>Cu>Pd.说明 CO2 -可能是 CO2 解离吸附的关键中间体 .在 Cu、Pd、Ni表面上 ,CO2 解离吸附的最终产物是 CO,而在 Fe表面其最终会解离成 C和 O.在 Cu、Fe、Ni表面 ,CO2 加氢活化是一种有效模式 ,而在 Pd上则不容易进行 .在 Cu和 Pd表面 ,碳酸盐物种也可能是 CO2

F-T合成中脱氧反应的Monte Carlo模拟研究

本文用Monte Carlo模拟方法从微观角度研究了脱氧反应速率对F-T合成反应的影响。结果表明当CO_2生成速率增加时,催化剂表面H物种的覆盖度随之增加,提高F-T反应的活性,降低C_2产物的选择性;当H_2O生成速率<10^(-3)时,催化剂表面CO的覆盖度增加,促进F-T反应活性。当H_2O的生成速率>10^(-3)时,由于表面H物种覆盖度降低,使得F-T反应活性降低,C_2产物的选择性增加。通过对脱氧反应与F-T反应的相互影响进行研究,揭示了脱氧反应与F-T反应活性、选择性的影响,从而对催化剂研发、工艺条件选择提供了一定的理论指导。

基于反应能量学的多相催化反应分子设计系统

利用VB6.0语言开发多相催化的催化剂设计应用软件(HCMDS1.0)。该软件基于UBI-QEP 的理论方法,采用模块化设计,其功能模块有三:一是数据库模块,利用该模块可以实现气相解离键键能以及小吸附基团在各种过渡金属表面吸附热的查询、添加与修改;二是化学吸附热计算模块,利用该模块可以调用数据库中的数据对不同吸附方式的吸附热进行计算;三是基元反应的活化能垒计算模块,利用该模块可以对基元反应进行反应能量学计算,进而分析其反应的难易与历程。利用该系统可实现多相催化反应的催化剂优选和机理探讨。程序编写采用了Ac-cess 动态数据库和面向对象的编程技术,界面友好,运行稳定可靠。