甲烷部分氧化制合成气反应中催化剂表面积碳的DFT研究
甲烷部分氧化制合成气反应中催化剂表面积碳的DFT研究【摘要】:甲烷部分氧化反应制合成气近年来受到人们的广泛重视。与贵金属催化剂相比,Ni基催化剂具有低成本、高活性的优点,在该反应中
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TE665.3
【目录】:
- 中文摘要2-3
- ABSTRACT3-7
- 第一章 文献综述7-19
- 1.1 天然气的转化7-8
- 1.2 甲烷部分氧化反应机理8-10
- 1.3 甲烷部分氧化过程的积碳研究10-14
- 1.3.1 积碳的形成机理10-11
- 1.3.2 催化剂抗积碳性能的影响因素11-14
- 1.4 量子力学计算在甲烷部分氧化过程研究中的应用14-18
- 1.4.1 量子力学简介14-15
- 1.4.2 量子力学计算研究甲烷部分氧化反应15-18
- 1.5 本课题研究内容和意义18-19
- 第二章 计算的基本理论和方法19-27
- 2.1 密度泛函理论基本原理19
- 2.2 密度泛函理论基本方程19-23
- 2.2.1 总能量表达式19-21
- 2.2.2 自洽场方程21-22
- 2.2.3 方程求解程序22-23
- 2.3 计算初始设定23-24
- 2.3.1 电子自旋23
- 2.3.2 基组23
- 2.3.3 原子实处理23-24
- 2.3.4 空间截断24
- 2.3.5 表面模型24
- 2.4 基本计算内容24-27
- 2.4.1 结构优化24
- 2.4.2 过渡态搜寻24-25
- 2.4.3 Mulliken布居数分析25-27
- 第三章 不同金属表面的抗积碳性能27-46
- 3.1 影响积碳的三个过程27-28
- 3.2 计算模型28-33
- 3.2.1 晶胞优化28
- 3.2.2 表面模型28-33
- 3.2.3 吸附物种的模型33
- 3.3 计算方法与设定33-34
- 3.3.1 计算条件设置33
- 3.3.2 相关计算公式33-34
- 3.4 反应物种在金属(111)表面的吸附研究34-38
- 3.4.1 CH在金属(111)表面的吸附34-36
- 3.4.2 CO在金属(111)表面的吸附36-37
- 3.4.3 C_2在金属(111)表面的吸附37-38
- 3.5 金属(111)表面的三个反应38-45
- 3.5.1 CH在金属(111)表面的解离38-40
- 3.5.2 CO在金属(111)表面的生成40-42
- 3.5.3 C_2在金属(111)表面的生成42-45
- 3.6 小结45-46
- 第四章 积碳的形成过程分析46-67
- 4.1 计算模型和方法46
- 4.2 C_2 在Ni(111)表面的生成46-50
- 4.2.1 C_2H_2的生成47-48
- 4.2.2 C_2H_2的解离48-50
- 4.3 C_3 在Ni(111)表面的生成50-52
- 4.4 C_4 在Ni(111)表面的生成52-56
- 4.4.1 C_2和C_2反应53-55
- 4.4.2 C_3和C反应55-56
- 4.5 C_5 在Ni(111)表面的生成56-59
- 4.6 C-6 在Ni(111)表面的生成59-65
- 4.6.1 C_3和C_3反应60-61
- 4.6.2 C-4和C_2反应61-63
- 4.6.3 C_5和C反应63-65
- 4.7 碳的生长过程路径分析65
- 4.8 小结65-67
- 第五章 结论67-68
- 参考文献68-75
- 发表论文75-76
- 致谢76
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