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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 物理化学
题名: 催化剂材料上分子扩散和反应机理的理论研究
作者: 李新
答辩日期: 2011-03-07
导师: 包信和 ;  张维萍
专业: 物理化学
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 分子筛和碳纳米管等多孔材料作为吸附剂和催化剂,被广泛用于石油化工和能源等领域,计算机分子模拟技术在多孔材料中分子扩散和反应机理的研究中起到了越来越重要的作用。本论文利用量子化学计算和分子动力学模拟等手段研究了Mo/HBeta 催化剂上烯烃歧化反应性能的影响因素、催化机理及CNT 中分子的吸附扩散。主要取得了如下成果: ⑴ 密度泛函(DFT)计算表明,金属物种的价态会影响Mo/HBeta 催化剂上乙烯和2-丁烯歧化反应制丙烯过程所需的能量,由四价钼氧前驱体生成钼卡宾所需能量较高,反应很难发生。同时MoV 比MoVI 钼卡宾催化反应循环所需要的能量更低,有可能成为活性中心,与我们前期Mo 的XPS 实验结果一致。 ⑵ 计算结果表明:催化剂载体的酸性对乙烯和2-丁烯反应过程中物种结构和反应能量都有较大的影响,酸性越强,歧化反应所需能量越低,催化剂的活性越高。 ⑶ DFT 计算了碳纳米管中吸附分子的NMR 化学位移,发现CNT 上的离域π 电子会在外加磁场作用下产生环流,导致其内吸附分子的化学位移偏向高场。该环流强度还与CNT 的限域效应有关,表现为CNT 内表面>石墨烯片>CNT 外表面。管径越小,限域作用越强,环流强度越大。 ⑷ 分子动力学研究表明:Xe 在碳纳米管和分子筛中存在超扩散和努森扩散两种不同的扩散模式。低压下,Xe 与CH3OH 在CNT 中存在明显的竞争吸附,通入甲醇后,129Xe MASNMR 化学位移移向高场;而在分子筛中,CH3OH 的通入不会明显改变孔道内Xe 的吸附数量,随着CH3OH 含量的增加, 129Xe MAS NMR 化学位移移向低场。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116489
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李新. 催化剂材料上分子扩散和反应机理的理论研究[D]. 中国科学院研究生院. 2011.
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