烟气中NO分子对碳基吸附单质铅的影响机理

采用量子化学密度泛函理论中B3PW91和B2PLYP方法,研究了NO分子对碳基吸附单质铅的影响.选定五环锯齿形苯环簇为碳基表面模型,在不同活性位点进行结构优化计算,得到2种NO分子在碳基表面的吸附构型、4种单质铅在含NO分子的碳基表面的吸附构型.计算并分析了键长、键级、电荷以及吸附能等重要参数.结果表明:NO分子比单质铅更容易吸附在碳基表面,会与单质铅竞争碳基表面的活性位;NO分子的加入会显著增强碳基表面对单质铅的吸附作用,吸附性能的提升主要缘于NO分子提高了其邻位活性位点的活性,而不是NO分子直接吸附单质铅;键级与吸附能呈现正相关趋势,键级越大,对应构型的吸附能也越大;Pb原子所带电荷量与吸附能呈明显的线性关系,Pb原子所带电荷量越多,对应吸附构型的吸附能越大.

氯改性活性炭吸附单质铅(Pb^0)的机理

利用量子化学中密度泛函方法系统研究氯改性活性炭吸附单质铅(Pb^0)的机理,明确了氯改性对活性炭吸附Pb^0的影响,计算得到吸附过程中各个吸附构型的吸附能、重要键长、对应的Mayor键级和铅的Mulliken原子电荷.几何优化选用B3LYP方法结合def2-SVP基组,单点能任务选用PWPB95双杂化泛函结合def2-TZVP基组进行计算.结果表明:对于扶手椅型(armchair)活性炭,氯改性将使活性炭对Pb^0的吸附能降低74.034kJ/mol;对于锯齿型(zigzag)活性炭,氯改性基本不会改变活性炭对Pb^0的吸附能力,因此氯改性总体上会减弱活性炭对Pb^0的吸附作用,但是吸附类型依然为强烈的化学吸附.分别应用电子密度分布和Mayor键级进一步验证纯活性炭和氯改性活性炭对Pb^0吸附类型,结果与吸附能分析一致.Mayor键级分析表明氯原子通过改变周围碳原子活性影响Pb^0的吸附,而不是与Pb^0直接作用.Mulliken原子电荷分析表明铅的原子电荷正相关于活性炭对其的吸附能,铅的原子电荷越大,对应的吸附构型的吸附能越高.此外笔者发现Pb^0的引入对氯改性活性炭继续吸附Pb^0有抑制作用.

电厂烟气中SO2对活性炭吸附单质铅（Pb0）的影响机理

利用密度泛函理论系统研究了SO2对活性炭吸附单质铅(Pb^0)的影响,其中,结构优化与频率计算采用B3LYP/def2-SVP级别方法和基组,单点能计算采用B3LYP/def2-TZVP级别方法和基组.同时,利用玻尔兹曼分布函数分析了SO2与Pb^0在活性炭表面的竞争吸附关系,结果表明,Pb^0在纯净活性炭上的吸附能力大于SO2.此外,本研究发现,SO2的预吸附会增强活性炭对Pb^0的吸附效果.通过静电势分布揭开了SO2促进活性炭吸附Pb^0的深层原因,结果发现,吸附SO2以后活性炭表面静电势极大值增大,极小值减小,吸附剂吸附能力因此增强.最后,利用电子密度差分图揭示出SO2改性活性炭在吸附Pb^0时,SO2对Pb^0吸附的影响可以分为直接影响和间接影响两种.

烟气中CO_2对碳基吸附铅的影响机理

应用量子化学密度泛函理论B3PW91方法,研究了CO2分子对碳基表面吸附单质铅的影响机理.建立了碳基表面模型,优化得到了包含CO2分子的2种碳基构型以及单质铅在含有CO2的碳基表面的不同吸附构型,讨论了不同活性位对单质铅的吸附构型,并通过计算得出吸附能、吸附键长和键布居数等相关参数.结果表明:CO2分子比单质铅更易于吸附在碳基表面,且CO2分子的加入可显著加强碳基表面对单质铅的吸附,且E构型对促进单质铅的吸附优势更大;CO2分子对单质铅在碳基表面吸附的影响为竞争和协同吸附双面机制,且协同吸附机制为主导作用.