環(huán)氧丙烷作為重要的化工原料被廣泛應(yīng)用,其生產(chǎn)主要采用氯醇和共氧化的方法,但操作復(fù)雜且污染環(huán)境。因此,研究者們一直在尋找綠色高效的方法來制備環(huán)氧丙烷,而分子氧環(huán)保、“原子經(jīng)濟性”高,利用氧氣環(huán)氧化丙烯直接生成環(huán)氧丙烷成為最具前景的方法。然而,反應(yīng)過程的復(fù)雜性和測試方法的局限性,使丙烯環(huán)氧化反應(yīng)機制尚不明確。理論研究可以從微觀角度分析得到一些實驗上難以獲取的數(shù)據(jù),對化學(xué)反應(yīng)中微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控和反應(yīng)機理的探索具有重要意義。在本論文中,我們采用密度泛函理論計算系統(tǒng)地研究了負載型Au/TiO2催化劑結(jié)構(gòu)調(diào)控與丙烯環(huán)氧化活性之間的聯(lián)系,為丙烯環(huán)氧化反應(yīng)綠色高效催化劑的設(shè)計提供指導(dǎo)。首先使用負載Au7團簇的完美和缺陷的銳鈦礦TiO2（001）作為催化劑模型,研究了金屬/氧化物界面和反應(yīng)氣氛對丙烯環(huán)氧化的影響。在此基礎(chǔ)上,基于實驗上有爭議的反應(yīng)機理,研究了 C3H6在Au3/TiO2催化劑上不同位點的環(huán)氧化反應(yīng)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:第一章總述了論文的研究背景和意義,包括環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝、氧氣直接氧化法的研究動態(tài)和現(xiàn)狀、負載型催化劑結(jié)構(gòu)調(diào)控方法及在丙烯環(huán)氧化中的應(yīng)用。隨后提出當(dāng)前研究的問題及我們的研... 

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 丙烯環(huán)氧化反應(yīng)研究進展
        1.2.1 環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝
        1.2.2 氧氣直接氧化法
    1.3 負載型催化劑結(jié)構(gòu)調(diào)控及其在丙烯環(huán)氧化中應(yīng)用的研究進展
        1.3.1 負載型催化劑結(jié)構(gòu)調(diào)控方法
        1.3.2 負載型催化劑結(jié)構(gòu)調(diào)控在丙烯環(huán)氧化中的應(yīng)用
    1.4 負載型Au/TiO_2催化劑選擇依據(jù)
    1.5 目前研究的不足和本論文的研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 理論計算方法介紹
    2.1 理論研究的意義
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Kohn-Sham方程
        2.2.2 廣義梯度近似
        2.2.3 自洽場(SCF)計算
    2.3 VASP軟件簡介
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 Au_7/TiO_(2-x)(001)催化劑中界面和反應(yīng)氣氛對丙烯環(huán)氧化反應(yīng)的影響
    3.1 引言
    3.2 計算方法和模型
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 完美Au_7/TiO_2 (001)催化劑上的丙烯環(huán)氧化反應(yīng)
            3.3.1.1 C_3H_6與O_2的環(huán)氧化反應(yīng)
            3.3.1.2 C_3H_6與OOH的環(huán)氧化反應(yīng)
        3.3.2 帶有缺陷的Au_7/TiO_2(001)催化劑上的丙烯環(huán)氧化反應(yīng)
            3.3.2.1 C_3H_6與O_2的環(huán)氧化反應(yīng)
            3.3.2.2 C_3H_6與OOH或OH的環(huán)氧化反應(yīng)
    3.4 本章結(jié)論
    參考文獻
第四章 Au_3/TiO_2催化劑上不同反應(yīng)位點和氧物種對丙烯環(huán)氧化反應(yīng)的影響
    4.1 引言
    4.2 計算方法和模型
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Au_3團簇在TiO_2不同表面上的吸附
        4.3.2 Au_3/TiO_2 (101)催化劑上的丙烯環(huán)氧化反應(yīng)
            4.3.2.1 反應(yīng)物的吸附
            4.3.2.2 丙烯環(huán)氧化反應(yīng)
        4.3.3 Au_3/TiO_2(110)催化劑上的丙烯環(huán)氧化反應(yīng)
            4.3.3.1 反應(yīng)物的吸附
            4.3.3.2 丙烯環(huán)氧化反應(yīng)
        4.3.4 Au_3/TiO_2(201)催化劑上的丙烯環(huán)氧化反應(yīng)
            4.3.4.1 反應(yīng)物的吸附
            4.3.4.2 丙烯環(huán)氧化反應(yīng)
    4.4 本章結(jié)論
    參考文獻
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本論文的主要結(jié)論
    5.2 本論文的主要創(chuàng)新點
    5.3 展望
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況
附件
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Strong metal-support interactions between gold nanoparticles and nonoxides[J].   Science Foundation in China. 2016(04)



本文編號：3669976