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学科主题: 物理化学
题名: 甲醇重整制氢的密度泛函理论研究
作者: 顾向奎
答辩日期: 2012-11-16
导师: 李微雪
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: 本论文利用密度泛函理论计算研究了甲醇重整制氢及其产物中CO消除反应的微观机理,所得主要结果如下: 对于Cu(111)和Pd(111)上的甲醇重整反应,甲醛中间体的不同反应性决定了甲醇重整在这两个表面上具有不用的选择性。在Cu(111)上,甲醛倾斜于与由水解离而来的OH反应生成H2COOH,其将进一步脱氢至CO2。在Pd(111)上,甲醛更易于持续脱氢至CO。 通过与实验合作,我们发现贵金属Pd、Au和Pt能够替代表面Zn原子而单原子分散在ZnO上。这些替代的ZnO对于甲醇重整所涉及物种的吸附活性很高,而且能够促进水和甲醇的解离。甲醛中间体倾向于脱氢至与其共吸附的OH生成HCO和H2O。由HCO脱氢生成的CO可轻易与OH反应生成CO2。类似地,ZnO上单原子分散的过渡金属Mn、Fe、Co和Ni也能够促进水的解离,并且其对以复合机理来完成的水煤气变换反应具有潜在的低温活性。 对于FeO/Pt(111)边界处的低温CO氧化,我们发现Pt-Fe阳离子集团对O2和H2O的吸附及活化具有较高的活性,从而抑制了CO的毒化。另外,与CO直接氧化相比,水能够提供以COOH为中间体的更为有利的反应通道,并且水在此可以再生,起着共催化剂的作用。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116753
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顾向奎. 甲醇重整制氢的密度泛函理论研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012.
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