鐵基催化劑是費(fèi)托合成（FTS）中應(yīng)用最為廣泛的催化劑之一。深入了解催化劑表面的反應(yīng)機(jī)理,對于指導(dǎo)設(shè)計(jì)高選擇性的鐵基FTS催化劑具有重要意義。已有文獻(xiàn)證明,θ-Fe₃C是鐵基FTS催化劑的活性相之一,在低碳烯烴形成中起到重要作用。本文采用DFT計(jì)算,對θ-Fe₃C表面上CO解離,CH₄形成以及C₁-C₁耦合機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。對θ-Fe₃C不同表面的表面能進(jìn)行計(jì)算,采用Wulff construction的方法獲得了θ-Fe₃C微晶平衡形貌以及θ-Fe₃C微晶暴露晶面的組成比例。結(jié)果表明,熱力學(xué)最穩(wěn)定的高指數(shù)θ-Fe₃C（031）平臺(tái)狀表面占有最高比例的表面積。對θ-Fe₃C（031）表面上CO解離機(jī)理的研究結(jié)果表明,相比CO直接解離,H輔助下CO通過形成HCO中間體進(jìn)行解離具有較低的活化能壘,即H+CO→HCO+H→CH₂O→CH₂

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法
        1.2.1 量子化學(xué)理論簡介
        1.2.2 量子化學(xué)研究內(nèi)容
        1.2.3 量子化學(xué)理論方法
    1.3 鐵基催化劑上FTS機(jī)理的DFT研究進(jìn)展
        1.3.1 CO和H_2的吸附
        1.3.2 CO解離
        1.3.3 CH_4生成及鏈增長機(jī)理
    1.4 研究內(nèi)容
第2章 模型建立及θ-Fe_3C表面能計(jì)算
    2.1 引言
    2.2 模擬軟件介紹
    2.3 CASTEP模塊
    2.4 計(jì)算相關(guān)的物理概念
        2.4.1 吸附與吸附能
        2.4.2 態(tài)密度
        2.4.3 過渡態(tài)搜索
    2.5 計(jì)算方法
    2.6 模型計(jì)算
        2.6.1 θ-Fe_3C模型計(jì)算
        2.6.2 θ-Fe_3C的晶面組成
        2.6.3 θ-Fe_3C(031)表面模型
第3章 CO在θ-Fe_3C(031)晶面上吸附解離
    3.1 引言
    3.2 CO在θ-Fe_3C(031)表面的吸附解離
        3.2.1 H_2的吸附解離
        3.2.2 CO的吸附
        3.2.3 CO和H的共吸附
        3.2.4 CO的解離
    3.3 本章小結(jié)
第四章 CH_4生成和C_1?C_1耦合機(jī)理
    4.1 引言
    4.2 CH_4的生成
    4.3 C_1+C_1耦合反應(yīng)
    4.4 討論
        4.4.1 CH_4的形成
        4.4.2 C_1+C_1耦合反應(yīng)
        4.4.3 CH_4和C~(2+)選擇性
    4.5 本章小結(jié)
第五章 CO在θ-Fe_3C(010)晶面上的吸附解離
    5.1 引言
    5.2 θ-Fe_3C(010)表面模型
    5.3 CO在θ-Fe_3C(010)表面的吸附解離
        5.3.1 H_2的解離吸附
        5.3.2 CO的吸附
        5.3.3 CO和H的共吸附
        5.3.4 CO的解離
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3713093