文档介绍：专业: 化学教育
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小分子反应在铂催化剂表面的研究现状
内容提要
致谢
结束
小分子在铂催化剂上的吸附
铂催化剂
引言
引言
贵金属具有优异的催化性能,在现代炼油和化学工业中,90%以上是通过催化反应实现的。发达国家国民生产总值的20-30%直接来自于催化剂所带来的工业效益,催化技术早已成为与经济效益和社会效益息息相关的高新技术产业之一。铂,镍金属催化剂由于具有其无可替代的催化活性和选择性,而被广泛的应用于石油化工和医药生产中,有关这两类催化剂的合成方法和催化性能的研究一直是催化领域中的活跃课题。尤其是在炼油、石油化工和有机合成中占有极其重要的地位。
铂催化剂
铂催化剂的优点:
TH、THC、TO系列钯、铂贵金属催剂具有使用控速大,低温活性比较好,对杂质气体的脱除所需的净化温度比较低;净化度高;使用寿命长
Pt/C、PtRu/C、PtRuMo/C、PtRuIrMo/C 系列DMFC 用阴极和阳极催化剂,具有粒度小、分散均匀、原子配比合理的优点
微乳法
铂催化剂的制备浸渍法
直接吸附法
小分子在铂催化剂上的吸附反应
2
第一性原理的概述
3
计算模型和方法
4
甲烷在铂上的吸附方式
5
分析和讨论
1
甲烷在铂上的吸附
目前有关CH4与金属表面的相互作用机理研宄,己进行了大量的实验和理论研究。煤层气的主要成分就是CH4,CH4是一种潜在的天然气资源,其探明储量巨大,而且近几年机动车燃料也逐渐推广使用甲烷,大大减少了污染物的排放, CH4、CO2转化路线是CH4-CO2重整制合成气已实现转化,对环境保护有很大的重要意义,甲烷的利用得到各国的高度重视。
CH4在铂催化剂上的吸附:
第一性原理的概述:
根据原子核和电子相互作用的原理及其基本运动规律,运用量子力学的原理,从具体要求出发,经过一些近似处理后直接求解薛定谔方程,习惯上称为第一性原理。
计算模型和方法:
采用Materials Studio软件。
第一,import 一个晶格体系,在structure目录里可以选择metal/pure-metal,找到Pt的晶格文件。导入后,密堆结构。
第二, 选择build→cleave surface。然后在cleave plane对话框里设定需要解离的晶面指数,选择110。
第三, 选择layer 的厚度,就在depth里选择fraction,也就是重复的晶面数。
第四,同样在build→crystal选项里选择build→vacuum slab 设定真空层厚度,设定真空层厚度为10 Å。这样就建立了Pt (110)表面的构筑。
第五,密度泛函理论用于Materials Studio,选择广义梯度近似GGA交换梯度函数PW91,计算设定截断能为400 eV,k点设置为2*3*1,吸附模型2*2*1取样,在进行Pt (110)几何优化时,选取4层平板模型,并对最下一层进行固定,在CASTEP选择Geometry Optimization 即几何优化选项,点击运行开始优化。
Pt (110)
CH4
Pt的面心立方晶胞
CH4在 Pt (110)面吸附方式的俯视图
顶位
长桥位
短桥位
穴位