基于密度泛函理论载氯稻壳焦脱除烟气单质汞的机理研究

以四碳环并吡啶簇构型作为稻壳焦表面微观结构,运用密度泛函理论(DFT)的B3LYP-D3方法,基于6-31g(d)/lanl2dz混合基组水平上,研究了载氯稻壳焦吸附Hg^0的微观反应机理,结合频率分析法和内禀反应坐标法明确了过渡态结构和反应路径,计算了反应过程中活化能、吸附能及相关Mayer键级的变化情况。结果表明,在稻壳焦表面嵌入氯原子既可以增强物理吸附,还可以进一步将Hg^0氧化,使物理吸附转化为化学吸附并使其汞吸附能力显著提高,且氯原子的增多对汞吸附具有促进作用,与实验结果一致;化学吸附的产物有HgCl和HgCl2,生成HgCl2需要的活化能为287.22kJ/mol,大于生成HgCl需要的活化能,即载氯稻壳焦汞吸附后产物以HgCl为主。