燃煤過程中有毒痕量元素鉛的釋放會(huì)對人類的健康和生存環(huán)境造成巨大的破壞,已成為世界范圍內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。目前對于痕量元素Pb主要研究其富集分布、大氣中的遷移和控制技術(shù)等方面,而對它的排放規(guī)律及形態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)理的探索和認(rèn)識(shí)十分稀少。本文對燃煤煙氣中有毒痕量元素Pb的氯化、氧化及溴化的均相反應(yīng)的微觀反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了理論計(jì)算,同時(shí)也對元素態(tài)Pb在飛灰未燃盡炭表面的多相吸附進(jìn)行了深入研究。采用量子化學(xué)密度泛函理論方法對反應(yīng)中所涉及到反應(yīng)物、產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)型進(jìn)行優(yōu)化,并與文獻(xiàn)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來確定計(jì)算的基態(tài)幾何構(gòu)型。在此基礎(chǔ)上,對燃煤煙氣中Pb的氯化、氧化及溴化的10個(gè)反應(yīng)的微觀反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究。應(yīng)用量子化學(xué)B3LYP方法,對Pb選用SDD基組,除Pb外的非金屬元素Cl、Br、O和H,由于其處于多電荷體系,僅采用標(biāo)準(zhǔn)基組計(jì)算精度不能滿足要求,需要增加彌散函數(shù)提高其精度,因此選用6-311++G（3df,3pd）基組。對反應(yīng)過程中各個(gè)駐點(diǎn),即反應(yīng)物、中間體、過渡態(tài)和產(chǎn)物的幾何構(gòu)型進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算和頻率分析,并通過振動(dòng)頻率分析和IRC方法對所找到的過渡態(tài)和中間體進(jìn)行確認(rèn),同時(shí)通過多組態(tài)相互作用QCI... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 燃煤鉛污染的研究背景與意義
        1.1.1 鉛污染現(xiàn)狀
        1.1.2 鉛的來源及其危害
    1.2 燃煤過程中鉛的遷移轉(zhuǎn)化
    1.3 本文的研究內(nèi)容及研究方法
第2章 量子化學(xué)計(jì)算方法
    2.1 量子化學(xué)基本方程
    2.2 量子化學(xué)計(jì)算方法
        2.2.1 半經(jīng)驗(yàn)方法
        2.2.2 從頭計(jì)算方法
        2.2.3 密度泛函方法
    2.3 固相體系計(jì)算研究中的簇模型選取
        2.3.1 裸簇模型方法
        2.3.2 嵌入簇模型方法
        2.3.3 飽和簇模型方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
    3.1 分析計(jì)算軟件
        3.1.1 Gaussview軟件
        3.1.2 Gaussian09軟件
    3.2 計(jì)算方法
    3.3 反應(yīng)物、產(chǎn)物基態(tài)幾何構(gòu)型優(yōu)化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 燃煤煙氣中鉛均相反應(yīng)的機(jī)理研究
    4.1 計(jì)算方法
    4.2 鉛氯化反應(yīng)機(jī)理研究
        4.2.1 Pb+HCl→PbCl+H反應(yīng)機(jī)理分析
        4.2.2 Pb+Cl_2→PbCl+Cl的反應(yīng)機(jī)理分析
        4.2.3 Pb+HOCl→PbCl+OH的反應(yīng)機(jī)理分析
        4.2.4 PbO+HCl→PbCl+OH反應(yīng)機(jī)理分析
    4.3 鉛氧化反應(yīng)機(jī)理研究
        4.3.1 Pb+O_2→PbO+O的反應(yīng)機(jī)理分析
        4.3.2 Pb+N_2O→PbO+N_2的反應(yīng)機(jī)理分析
        4.3.3 Pb+ClO→PbO+Cl的反應(yīng)機(jī)理分析
    4.4 鉛溴化反應(yīng)機(jī)理研究
        4.4.1 Pb+BrO→PbBr+O的反應(yīng)機(jī)理分析
        4.4.2 Pb+Br_2→PbBr+Br的反應(yīng)機(jī)理分析
        4.4.3 Pb+HBr→PbBr+H的反應(yīng)機(jī)理分析
    4.5 反應(yīng)速率常數(shù)比較
    4.6 本章小節(jié)
第5章 飛灰未燃盡炭吸附鉛的反應(yīng)機(jī)理研究
    5.1 飛灰未燃盡炭固體表面簇模型的建立
        5.1.1 計(jì)算方法和計(jì)算模型
        5.1.2 未燃盡炭模型的幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.2 單質(zhì)鉛在飛灰未燃盡炭表面的吸附
    5.3 單質(zhì)鉛在含氯未燃盡炭表面的吸附
    5.4 本章小節(jié)
第6章 全文結(jié)論與建議
    6.1 本文的研究成果
    6.2 下一步工作建議
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]垃圾焚燒中鎘、鉛遷移轉(zhuǎn)化特性研究[D]. 陳勇.清華大學(xué) 2008



本文編號：3394721