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1、研究含氮化合物或含硫化合物在新型催化劑NiMoS(鎳鉬硫)表面的吸附機(jī)制,可以為此類催化劑在石油加工的脫硫脫氮過(guò)程應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。本研究從第一性原理出發(fā)運(yùn)用密度泛函方法計(jì)算了化合物在NiMoS催化劑表面的吸附過(guò)程,構(gòu)建了一個(gè)表面含Ni的1.84×1.266×2.413(nm)的超晶胞NiMoS分子模型作為模擬的催化劑模型。研究對(duì)象分別選取了堿性含氮化合物(吡啶、喹啉)、非堿性含氮化合物(吲哚、咔唑)和含硫化合物(二苯并噻吩)。通過(guò)量子
2、化學(xué)計(jì)算研究這些分子與NiMoS催化劑表面不同的吸附行為,從而定量的分析出它們?cè)贜iMoS催化劑表面吸附數(shù)據(jù)。
本文研究了在NiMoS催化劑的加氫反應(yīng)過(guò)程中,喹啉、吲哚、咔唑和吡啶及其加氫后生成物在NiMoS催化劑表面的吸附能、分子表面電荷密度以及吸附分子健長(zhǎng)的變化。研究表明,在NiMoS催化劑表面上的吸附形式,喹啉、5,6,7,8-四氫喹啉、十氫喹啉和鄰丙基環(huán)己胺以垂直吸附為主,其吸附能-?E=30-36 kcal mol-
3、1;1,2,3,4-四氫喹啉和鄰丙基苯胺以平行吸附為主,其吸附能在-?E=31-33 kcal mol-1。吲哚、咔唑及其加氫產(chǎn)物在NiMoS催化劑表面上的吸附形式均以平行吸附為主,其吸附能分別為-?E=26-40 kcal mol-1和-?E=20-25 kcal mol-1;吡啶和哌啶在催化劑表面既能進(jìn)行平行吸附也能進(jìn)行垂直吸附,其吸附能-?E=7-29 kcal mol-1。含氮化合物與NiMoS催化劑間存在電荷的轉(zhuǎn)移,主要由含氮
4、化合物轉(zhuǎn)移到 NiMoS催化劑表面。吡啶和喹啉及其加氫產(chǎn)物在 NiMoS催化劑表面的吸附過(guò)程中,C-N鍵拉長(zhǎng)較為明顯,有斷裂的趨勢(shì)。吲哚及其加氫產(chǎn)物在NiMoS催化劑表面的吸附過(guò)程中,C-N鍵變化不明顯,C-N鍵不易斷裂。咔唑和四氫咔唑在NiMoS催化劑表面的吸附過(guò)程中, C-N鍵變短,C-N較加氫前更不易斷裂。
同時(shí)本文比較了在NiMoS催化劑表面上堿性含氮化合物(吡啶、喹啉)、非堿性含氮化合物(吲哚、咔唑)對(duì)含硫化合物(二
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