氮氧化物作為空氣中的主要污染物會(huì)造成光化學(xué)煙霧、酸雨等諸多問(wèn)題,影響人類的健康和環(huán)境質(zhì)量。目前工業(yè)上常用的NH3-SCR存在有二次污染、催化劑成本高等問(wèn)題。因此,研究環(huán)境友好、成本低廉的脫除氮氧化物的方法已成為研究熱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)組前期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明金屬鐵及其氧化物可以直接還原NO。但是,對(duì)于其在分子水平上的微觀機(jī)理,現(xiàn)階段還缺乏相應(yīng)的研究。而利用量子化學(xué)中的密度泛函理論可以揭示反應(yīng)體系的中間體、過(guò)渡態(tài)及動(dòng)力學(xué)特性等有關(guān)信息,從而可以得到鐵簇與NO的反應(yīng)機(jī)理。在課題組對(duì)單個(gè)鐵原子和NO的反應(yīng)體系進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),由于Fe和NO的反應(yīng)體系體系偏小,研究得到的過(guò)渡態(tài)／中間體的能量與實(shí)際偏差較大�；诖�,本文采用密度泛函理論(Density Functional Theory, DFT)中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)的計(jì)算水平上計(jì)算研究了過(guò)渡金屬鐵簇(Fe2和Fe4)和NO的反應(yīng)。通過(guò)Gaussian09軟件平臺(tái),全參數(shù)優(yōu)化了各體系反應(yīng)勢(shì)能面上各駐點(diǎn)的幾何結(jié)構(gòu),并用頻率分析法以及內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)(IRC)方法對(duì)過(guò)渡態(tài)進(jìn)行了驗(yàn)證,得到了該反應(yīng)的微觀反應(yīng)路徑和反應(yīng)勢(shì)能面(PESs)。利用分子...

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.0. 研究背景
    1.1. 脫除氮氧化物的方法
        1.1.1. NO直接催化分解法
        1.1.2. NSR催化技術(shù)
        1.1.3. SCR催化技術(shù)
    1.2. 鐵及氧化物直接催化還原NO_x的研究現(xiàn)狀
    1.3. 基于密度泛函理論研究脫除NO_x進(jìn)展
        1.3.1. 金屬催化劑
        1.3.2. 金屬氧化物催化劑
        1.3.3. 分子篩催化劑
    1.4. 本文研究?jī)?nèi)容與方法
    1.5. 本章小結(jié)
第二章 理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法
    2.1. 密度泛函理論
    2.2. 兩態(tài)態(tài)理論
    2.3. 過(guò)渡態(tài)理論
    2.4. 反應(yīng)勢(shì)能面(PES)
        2.4.1. 勢(shì)能面上臨界點(diǎn)的幾何性質(zhì)
        2.4.2. 勢(shì)能面交叉
    2.5. 內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)(IRC)
    2.6. 分子中的原子理論(AIM)
    2.7. 計(jì)算方法
第三章 Fe₂與NO反應(yīng)的密度泛函理論研究
    3.1. 結(jié)果和討論
        3.1.1. Fe₂+NO反應(yīng)體系
        3.1.2. Fe₂+NO反應(yīng)機(jī)理
    3.2. 反映在兩個(gè)勢(shì)能面上的交叉行為
    3.4. 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算
    3.5. 結(jié)論
第四章 Fe₄和NO反應(yīng)的密度泛函理論研究
    4.1. 結(jié)果和討論
        4.1.1. Fe₄+NO反應(yīng)體系
        4.1.2. Fe₄+NO的反應(yīng)機(jī)理
    4.2. 反應(yīng)在兩個(gè)勢(shì)能面上的交叉行為
    4.3. AIM拓?fù)浞治?br>    4.4. 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算
    4.5. 結(jié)論
第五章 研究總結(jié)與展望
    5.1. 主要研究成果
    5.2. 課題創(chuàng)新之處
    5.3. 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、專利
致謝



本文編號(hào)：3800850