費托合成（FTS）是發(fā)展煤潔凈高效轉化的關鍵技術,而高活性催化劑的選擇和制備是該技術的核心。在該項技術中,鈷基催化劑由于其長鏈烴生成率高,且水煤氣變換反應活性低等特點,在FTS反應中發(fā)揮著重要作用。而堿金屬助劑的添加可改變催化劑在FTS中的活性和選擇性,對改進FTS鈷基催化劑的性能具有重要意義。本文利用密度泛函理論對不同碳覆蓋度下面心立方Co（111）,（311）表面以及六方密堆積Co（0001）,（11-21）表面的積碳和碳化過程,以及鉀助劑對該過程的影響進行了研究。對鈷表面碳的加氫反應也進行了系統(tǒng)性的模擬。研究結果表明,碳原子傾向于吸附在配位數(shù)較多的位置,并偶聯(lián)形成C₂。隨著碳覆蓋度的增加,在熱力學上,碳原子在表面易聚集,部分碳原子可能發(fā)生擴散,滲入次表層,同時表面構型會發(fā)生明顯的形變。而在動力學上,表面碳原子并沒有向次表層遷移的驅動力。摻雜鉀助劑后,表面碳物種的吸附均比在純凈鈷表面的吸附更穩(wěn)定。但是鉀助劑并不改變表面物種的結構及相對穩(wěn)定性,此時應該是鉀助劑的電子效應起主導作用。另外,在Co（111）與Co（0001）表面的碳氫化過程中,表面最豐碳氫化合物物種... 

【文章來源】：煙臺大學山東省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 文獻綜述
    1.1 引言
    1.2 FTS反應概述
        1.2.1 FTS反應機理
        1.2.2 鈷基催化劑的積碳問題
        1.2.3 鈷表面積碳研究進展
        1.2.4 堿金屬對FTS反應的影響
    1.3 選題依據(jù)及研究方案
2 計算方法與模型
    2.1 計算方法
    2.2 計算模型
3 Co(111)與Co(0001)表面上碳的吸附與鉀的影響
    3.1 前言
    3.2 鉀助劑對碳在Co(111)面上吸附的影響
        3.2.1 不同覆蓋度C在Co(111)面上的吸附
        3.2.2 鏈狀碳簇和環(huán)狀碳簇在鈷表面的吸附
        3.2.3 鉀摻雜對碳在鈷表面吸附的影響
        3.2.4 Co(111)面上C_n與碳化物形成的動力學
        3.2.5 表面功函
    3.3 鉀助劑對碳在Co(0001)面上吸附的影響
        3.3.1 不同覆蓋度時,C在Co(0001)面上的吸附
        3.3.2 鏈狀碳簇和環(huán)狀碳簇在鈷表面的吸附
        3.3.3 鉀摻雜對碳在鈷表面吸附的影響
        3.3.4 Co(0001)面上C_n與碳化物形成的動力學
        3.3.5 表面功函
    3.4 小結
4 碳在Co(311)與Co(11-21)表面上的吸附
    4.1 前言
    4.2 鉀助劑對碳在Co(311)面上吸附的影響
        4.2.1 不同覆蓋度碳在Co(311)面上的吸附
        4.2.2 鉀摻雜對碳在Co(311)表面吸附的影響
        4.2.3 Co(311)面上C_n與碳化物形成的動力學
    4.3 碳在Co(11-21)面上的吸附
        4.3.1 不同覆蓋度碳在Co(11-21)面上的吸附
        4.3.2 Co(11-21)面上C_n與碳化物形成的動力學
    4.4 小結
5 Co(111)與Co(0001)表面上的甲烷化反應
    5.1 前言
    5.2 Co(111)表面上的甲烷化反應
        5.2.1 Co(111)上的CH_x的吸附
        5.2.2 Co(111)面上CH_x的生成
    5.3 Co(0001)表面上的甲烷化反應
        5.3.1 Co(0001)上的CH_x的吸附
        5.3.2 Co(0001)上的CH_x的生成
    5.4 小結
6 結論
參考文獻
補充材料
致謝
作者簡介
攻讀學位期間參與的基金項目和發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]鈷基催化劑微結構構筑及其催化性能研究[D]. 張林.上海交通大學 2018



本文編號：3632698