CO和CO2吸附的DFT理論研究.pdf

1、本論文主要分兩個方面的研究內(nèi)容:一是研究溶劑分子和溶質(zhì)分子之間的短程相互作用;二是合成氣制乙醇中水煤氣反應的影響。
　　溶劑效應一直是理論化學中的一個前沿課題，連續(xù)型溶劑化模型COSMO已經(jīng)成為理論上研究溶劑效應的常用模型。但是該模型只能模擬溶劑分子和溶質(zhì)分子之間的遠程相互作用，而忽略了短程相互作用，針對這個不足，本文計算了CO分子與C8-C16之間的直鏈飽和烷烴分子的相互作用情況，獲得了一些異常的研究結(jié)果:發(fā)現(xiàn)一氧化碳分子與碳原

2、子數(shù)為偶數(shù)的直鏈飽和烷烴分子可以與居中的兩個碳原子上發(fā)生化學相互作用，生成酮類化合物，而相同情況下不能與其它碳發(fā)生反應;對碳原子數(shù)為奇數(shù)的直鏈飽和烷烴分子中只有C9H20分子可以和CO分子發(fā)生類似偶數(shù)飽和鏈烴的相互作用。
　　在本課題組漿態(tài)床Cu-ZnO-Al2O3催化劑合成氣制乙醇的實驗中，發(fā)現(xiàn)Cu+的存在對于乙醇的選擇性合成具有重要作用，但同時Cu+也是水煤氣轉(zhuǎn)化反應的催化活性中心。因此，研究水煤氣變換對合成乙醇反應體系的影響

3、就顯得十分重要。本文繼而研究了Cu+與CO及CO2在反應過程中的相互作用。由于CO與Cu2O的相互作用已有大量的研究，因此本文第二部分主要研究了CO2與Cu2O的相互作用。主要結(jié)論如下:
　　(1) CO2在無缺陷的Cu2O(111)表面的吸附都是非活化的物理吸附，其中吸附方式為“O-垂直于Cucus”和“Ocus-Cucus位上的二位橫式吸附”的兩種吸附相對更穩(wěn)定;
　　(2) CO2在具有氧空位缺陷的Cu2O(111)表

4、面的吸附都是非活化的物理吸附，其中吸附方式為“O-垂直于Cucus-1”和“Cuv0-Cucus位上的二位橫式吸附”的兩種吸附相對更穩(wěn)定;
　　(3)氧空位的存在降低了Cu2O(111)表面有關(guān)吸附位對CO2分子的吸附能力;
　　(4) CO2在具有氧空位缺陷的Cu2O(111)表面的解離吸附在熱力學上是難以實施的，但是其逆過程在熱力學上是支持的。
　　(5)雖然Cu+的存在有助于提高乙醇的選擇性并能促進水煤氣轉(zhuǎn)化反應