Cu催化水煤氣的變換反應(yīng)機(jī)理

【摘要】：采用密度泛函理論(DFT),對(duì)Cu催化水煤氣變換反應(yīng)三種可能的微觀機(jī)理進(jìn)行了理論研究.在GGA-PW91理論水平下優(yōu)化了反應(yīng)通道上各駐點(diǎn)(反應(yīng)物、中間體、過(guò)渡態(tài)和產(chǎn)物)的幾何構(gòu)型,并通過(guò)頻率分析對(duì)過(guò)渡態(tài)進(jìn)行了驗(yàn)證.研究結(jié)果表明,甲酸根機(jī)理的可能性最小,羧基機(jī)理與氧化還原機(jī)理的可能性較大,且與氧化還原機(jī)理相比,羧基機(jī)理因在反應(yīng)過(guò)程中有中間體COOH(s)生成,且它與OH(s)發(fā)生歧化反應(yīng)僅需越過(guò)3.8kJ·mol-1的活化能壘,所以反應(yīng)更易遵循這條路徑進(jìn)行. 【作者單位】： 浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與材料學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 水煤氣變換反應(yīng) 反應(yīng)機(jī)理 密度泛函理論 過(guò)渡態(tài)
【基金】：浙江省自然科學(xué)基金(Y406069)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：O643.32
【正文快照】： 水煤氣變換反應(yīng)(CO+H2O=CO2+H2,簡(jiǎn)稱WGSR)除了在傳統(tǒng)的制氫工業(yè)外,在合成氨工業(yè)、甲醇合成、甲醇重整制氫中CO的去除、汽車(chē)尾氣的凈化處理以及燃料電池電動(dòng)車(chē)等方面也有著重要的應(yīng)用[1-6],從而引起了眾多實(shí)驗(yàn)和理論工作者的研究興趣.金恒芳等[7]采用原位紅外、程序升溫脫附和

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催化水煤氣變換反應(yīng)的計(jì)算模擬進(jìn)展    陳玉;張福麗;姚輝超;劉植昌;崔佳;徐春明;

黃磷尾氣變換制甲醇合成氣中試及新型催化劑研究    戴春皓

納米金催化劑上三種重要化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的機(jī)理研究    劉曉明

銅基催化劑的制備、表征及其水煤氣的催化性能研究    付啟勇

基于碳納米管的低溫SCR反應(yīng)機(jī)理的分子模擬研究    朱麗麗

二氧化鈰還原表面上水煤氣變換反應(yīng)機(jī)理    金恒芳，胡延平，李燦，辛勤

甲烷部分氧化制合成氣在Ni,Cu及Ni-Cu合金上的DFT研究    張霄航;張敏華;姜浩錫;

周期性密度泛函理論研究NO在CuCl(111)表面上的吸附    王霞;鄧昭浦;孫寶珍;徐香蘭;陳文凱;

清潔及氧修飾Cu(100)表面上水煤氣變換反應(yīng)的能量學(xué)    吳廷華,夏文生,汪海有,王仲權(quán),張鴻斌,萬(wàn)惠霖,蔡啟瑞

Cu(111)、Ni(111)和Pd(111)催化水煤氣變換反應(yīng)活性的反應(yīng)能學(xué)分析    王貴昌,石全珍,楊作銀,孫予罕,蔡遵生,潘蔭明,趙學(xué)莊

不同金屬催化水煤氣變換反應(yīng)活性的DFT研究    趙國(guó)利,劉丹,劉實(shí),張曉彤,桂建舟,孫兆林

用于燃料電池汽車(chē)重整器的CO脫除技術(shù)    嚴(yán)菁,馬建新,萬(wàn)鋼

周期性密度泛函理論研究NO在Cu_2O(111)表面上的吸附    孫寶珍;陳文凱;劉書(shū)紅;曹梅娟;陸春海;許瑩;

CO在某些過(guò)渡金屬表面吸附活化的DFT研究    江凌,王貴昌,關(guān)乃佳,吳楊,蔡遵生,潘蔭明,趙學(xué)莊,黃偉,李永旺,孫予罕,鐘炳

CH_4和CO_2合成乙酸中CO_2與·H及·CH_3相互作用的理論計(jì)算    章日光;黃偉;王寶俊;

Co/Pd催化劑上CH_4/CO_2等溫兩步反應(yīng)直接合成乙酸的熱力學(xué)    章日光;黃偉;王寶俊;

Ni和Mg對(duì)碳納米管載Pt催化劑CO優(yōu)先氧化催化性能的促進(jìn)效應(yīng)    楊宏偉;易光銓;林海強(qiáng);田中虔一;袁友珠;

Cu(Ⅰ)/AC(HZSM)吸附劑的制備及變壓吸附CO的性能研究    張健;王華;魏永剛;李孔齋;陳高明;魏剛;

甲醇重整制氫系統(tǒng)的數(shù)值模擬與分析    李聰;李興虎;宋凌珺;

水煤氣變換催化劑研究新進(jìn)展    華金銘,鄭起,林性貽,魏可鎂

CO在Pt(111)和Pt-M(111)(M=Ni,Mg)表面吸附的理論研究    張福蘭;李來(lái)才;

丙烯腈在Cu(111)面上化學(xué)吸附的密度泛函研究及NBO分析    夏樹(shù)偉;徐香;于紅;張慧玲;

富氫氣體中CO優(yōu)先氧化催化劑研究進(jìn)展    苗杰;蔣元力;魏靈朝;

硫化條件對(duì)氧化鈰高溫煤氣脫硫劑的影響    韓志旺;高春珍;

負(fù)載型釕催化劑上CO選擇性氧化反應(yīng)及載體的研究    陳喜蓉;鄒漢波;董新法;林維明;

富氫條件下CO選擇性氧化高效催化劑涂層和微小型反應(yīng)器研究    李宏亮

大孔催化劑的制備及其對(duì)氫氣中CO優(yōu)先氧化性能的研究    顧春雷

富氫條件下CO優(yōu)先氧化高效納米金催化劑的研究    涂云寶

介孔—大孔整體型催化劑的制備及用于CO優(yōu)先氧化的研究    盧素紅

CO-Pt納米結(jié)構(gòu)表面吸附體系紅外光譜性質(zhì)的機(jī)理研究    黃曉菁

不同納米形態(tài)TiO_2的合成及其負(fù)載Au催化劑的特性研究    吳玉

CO_2和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究    張智芳

大孔結(jié)構(gòu)催化劑的制備及其用于H_2中CO優(yōu)先氧化的研究    張媛

金屬配合物纖維的制備及其對(duì)CO的吸附性能研究    張勇

變壓吸附法分離合成氣中CO的吸附劑制備及性能研究    張健

CO在部分過(guò)渡金屬及氧化物表面吸附和反應(yīng)的第一原理研究    李對(duì)春

活性炭改性對(duì)Cu/AC催化劑的結(jié)構(gòu)和催化性能影響的研究    牛燕燕

Au/Al_2O_3催化劑制備及其CO氧化性能的研究    安岸斐

小分子在Au/Pd（金/鈀）雙元合金團(tuán)簇上吸附及氧化的第一性原理研究    彭松林

CuO/γ-Al_2O_3催化劑脫硝吸附性能研究    王樂(lè)樂(lè)

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堿式醋酸銅前體法銅錳復(fù)合氧化物催化劑的控制合成    張朋波

小分子在Au（997）表面上的吸附和反應(yīng)    張玉林

溶劑化金屬原子浸漬法制備高分散Au/TiO_2低溫CO氧化催化劑    吳世華,黃唯平,張守民,魏偉,張淑紅,鄭修成

氧化鉬表面不同氧位對(duì)氫吸附性能的從頭計(jì)算研究    袁淑萍,王建國(guó),李永旺,彭少逸

鉀促進(jìn)型Co-Mo系耐硫變換催化劑性能研究    縱秋云,余漢濤,郭建學(xué),張新堂,孫海燕

含銅三元類水滑石化合物的合成及其性質(zhì)    謝鮮梅,劉潔翔,宋健玲,王志忠

嵌埋式納米釕基催化劑的制備及其催化水煤氣變換反應(yīng)的性能    郭曉勇;華南平;杜玉扣;楊平;

不同Al源和Zr源對(duì)完全液相法制備的Cu-Zn-Al-Zr催化性能的影響    王將永;黃偉;高志華;李俊芳;

聚合物/層狀無(wú)機(jī)物納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展    章永化,龔克成

柱撐蒙脫石研究現(xiàn)狀    黃焱球,潘忠華,高廣立

銅鈷鎂鋁類水滑石的合成、表征及對(duì)NO_x吸附性能的研究    曾根庭;邢方方;方彩萍;倪哲明;

二氧化錳及相關(guān)錳氧化物的晶體結(jié)構(gòu)、制備及放電性能(1)    夏熙

負(fù)載金催化劑的第一性原理研究：從納米催化到單活性位非均相催化    王傳明

中小型合成氨裝置的變換工藝    侯引平

鈣鈦礦型復(fù)合氧化物吸附小分子的密度泛函理論研究    張紅杰

黃磷尾氣吸附—催化氧化性能及機(jī)理研究    徐浩東

裸核過(guò)渡金屬原子簇的電子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的DFT研究    汪永濤

凈化黃磷尾氣部分變換制合成氣催化過(guò)程研究    楊玲菲

離子交換膜燃料電池汽車(chē)    李乃朝,衣寶廉

BPNN在改性石蠟滴熔點(diǎn)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用    張曉彤,李興明,陳剛,劉榮江,劉丹,孫兆林,孫挺

CO吸附于過(guò)渡金屬Ru,Rh,Pd體系的DFT理論研究(Ⅰ)    孫仁安,劉永東,王長(zhǎng)生

水在石墨(0001)面簇模型橋位上吸附的量子化學(xué)研究    傅愛(ài)萍,馮大誠(chéng),鄧從豪

Ni-Co-B非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)和催化活性的理論研究    沈百榮,方志剛,范康年,鄧景發(fā)

用低能電子衍射譜計(jì)算過(guò)渡金屬吸附CO的表面結(jié)構(gòu)    藍(lán)田，徐峰

Cu(111)、Ni(111)和Pd(111)催化水煤氣變換反應(yīng)活性的反應(yīng)能學(xué)分析    王貴昌,石全珍,楊作銀,孫予罕,蔡遵生,潘蔭明,趙學(xué)莊

MonTE CARLO SIMULATION OF THE SURFACE REDOXMECHANISM OF WATER GAS SHIFT REACTION Ⅰ. ConVERSION OF ADSORBED OH TO OXYGEN ADATOM    

CO在Cu/ZnO上吸附的簇模型研究    呂鑫,徐昕,王南欽,廖孟生,張乾二

CO在某些過(guò)渡金屬表面吸附活化的DFT研究    江凌,王貴昌,關(guān)乃佳,吳楊,蔡遵生,潘蔭明,趙學(xué)莊,黃偉,李永旺,孫予罕,鐘炳

粉末模壓法鎳催化劑制備及其在甲烷部分氧化制合成氣反應(yīng)的應(yīng)用    王嵩林

三種Au(111)催化水煤氣變換反應(yīng)機(jī)理的比較    劉曉明;倪哲明;姚萍;胥倩;毛江洪;王巧巧;

CH_3SH+CN微觀反應(yīng)機(jī)理的理論研究    邊江魚(yú);

CHF_2Br與激發(fā)態(tài)氧原子O(~1D)的反應(yīng)機(jī)理研究    王麗;趙媛;田利敏;

C_2+C_2H_2→C_4H_2反應(yīng)機(jī)理的密度泛函研究    毛華平;

NO+HCCCO反應(yīng)勢(shì)能面的理論研究    王嵩;于健康;丁大軍;孫家鍾;

CH_3SO_x(x=0，1)與三線態(tài)O_y(y=1，2，3)反應(yīng)機(jī)理的理論研究    樊紅敏;李曉艷;曾艷麗;郭紹福;鄭世鈞;孟令鵬;

鈀催化炔丙基醋酸鹽分子內(nèi)重排的理論研究    胡廣劍;張金生;申偉;袁彥杰;李明;

SiH_3與C_6H_6反應(yīng)機(jī)理的理論研究    張興輝;張德成;張伏龍;

氣相中Ni~+與CS_2反應(yīng)的量子化學(xué)計(jì)算研究    戴國(guó)梁;

三氟化硼和水反應(yīng)的密度泛函理論研究    閆華;唐西生;貢雪東;劉志勇;史茂盛;

CH_3SS+HO_2/DO_2反應(yīng)機(jī)理的理論研究    盧彥霞;王文亮;王渭娜;

硝酸根還原酶反應(yīng)機(jī)理的密度泛函理論研究    謝湖均;

基態(tài)硫代乙酸單分子反應(yīng)機(jī)理的理論研究    魯愛(ài)梅;柯明;丁萬(wàn)見(jiàn);劉若莊;

丁二烯氫甲酰化反應(yīng)的密度泛函理論研究    霍春芳;焦海軍;Matthias Beller;

2,3,6-三氯苯甲酸光解反應(yīng)機(jī)理的理論研究    李佳;姚建華;

AlCl_3+NH_3反應(yīng)體系起始反應(yīng)的量子化學(xué)計(jì)算    王君;陳長(zhǎng)琦;朱武;陳明;劉珍;

密度泛涵理論研究Mo/HBeta催化劑上烯烴歧化反應(yīng)機(jī)理    李新;張維萍;關(guān)靜;李秀杰;韓秀文;包信和;

碳二氟基(C_2F)與氣相水的反應(yīng)機(jī)理    王健;丁益宏;孫家鐘;

費(fèi)托合成中CO插入機(jī)理的理論證據(jù)    李宏平;傅鋼;徐昕;

胡椒堿化學(xué)發(fā)光性質(zhì)研究及其測(cè)定    徐兩軍;沈閩聰;許雪琴;陳國(guó)南;

英研究揭秘人腦對(duì)威脅反應(yīng)機(jī)理    新訊

以“鉛氧”代“鉛酸” 既節(jié)能又環(huán)保    盧躍剛

組合發(fā)明的創(chuàng)造性判斷    張漢國(guó)

質(zhì)疑“名家說(shuō)瓷”    阮茂泰

永凝液對(duì)混凝土耐久性的防護(hù)效果    孫建平 陳蘇

攀鋼焦化廢水處理系統(tǒng)改造結(jié)束    記者 周軍 通訊員 龍海

生物柴油研究課題正在申報(bào)    記者 李宏乾

科學(xué)探索無(wú)盡時(shí)    宋健

“表面”課題，不做表面文章    記者：吳鶴年 主任：田中群

功能高分子染料在高新技術(shù)中的應(yīng)用（二）    冉京

過(guò)渡金屬催化的若干有機(jī)反應(yīng)機(jī)理的理論研究    劉玉霞

大氣化學(xué)和燃燒化學(xué)中幾種典型自由基反應(yīng)機(jī)理的理論研究    白洪濤

均相高級(jí)氧化技術(shù)處理水中鄰二氯苯的研究    徐濤

多相光催化氧化過(guò)程中H_2-O_2耦合效應(yīng)及其作用機(jī)理研究    陳亦琳

鐵鎳硼納米合金的合成及性能研究    董國(guó)君

貧燃條件下Fe-Mo/ZSM-5催化劑上氮氧化物的選擇性催化還原研究    李哲

類硅烯硅烯結(jié)構(gòu)和反應(yīng)的理論研究    戚玉華

TiO_2碳熱還原氮化法制備TiN粉末及TiN-Al_2O_3復(fù)合材料研究    于仁紅

臭氧/多相催化氧化去除水中有機(jī)污染物效能與機(jī)理    孫志忠

在線超聲間接電氧化合成苯甲醛及其衍生物的過(guò)程和機(jī)理研究    李彥威

金屬簇活化甲烷C-H鍵的密度泛函研究    劉鳳霞

CH_3CN與NO～+，H_2反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的理論研究    田蕾

含硅過(guò)渡金屬三元環(huán)開(kāi)環(huán)反應(yīng)理論研究    朱秀芳

部分與大氣層中臭氧耗損有關(guān)物質(zhì)與O（～1D）和O（～3P）的反應(yīng)機(jī)理研究    申偉

生物小分子多通道質(zhì)子轉(zhuǎn)移的理論研究    馬洪坤

氧化鐵/氧化鈷離子與丙烷反應(yīng)機(jī)理的理論研究    劉趙春

鎳表面臺(tái)階結(jié)構(gòu)和吸附氧對(duì)甲烷解離過(guò)程影響的DFT研究    王令光

改性TiO_2光催化2，4-D水溶液反應(yīng)的研究    王哲

添加Ti+Al或Ti_3Al對(duì)TiB_2-Fe金屬陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響    沈明

水相法生產(chǎn)氯化橡膠的研究    徐威力