在Rh16/In2O3催化剂上催化二氧化碳加氢合成甲醇的机理:密度泛函理论与微动力学模型的联合研究
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燃料化学学报
- 网络首发时间:2024-06-12 14:58:57
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作者
王宇宁龚杰松周嘉斌陈志远田冬纳薇高文桂
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单位
昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明理工大学复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室培育基地昆明理工大学冶金节能减排教育部工程研究中心
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摘要
本研究采用密度泛函理论(DFT)和微动力学模型分析了Rh16/In2O3催化剂上二氧化碳(CO2)氢化成甲醇(CH3OH)的情况;研究了Rh16/In2O3界面上H2的自发解离和CO2的有效吸附,其中In2O3中的氧空位提供了有利的效果。此外,Bader电荷分析显示Rh16上带有轻微的正电荷,这对于理解催化剂的电子特性和活性非常重要。证实了RWGS+CO-Hydro途径是甲醇合成的主要途径,其特点是经过一系列中间转化:CO2*→COOH*→CO*+OH*→HCO*→CH2O*→CH2OH*→CH3OH*。随后在不同温度(373K-873K)和压力(10-2-103)下进行的反应速率控制程度分析(DRC)揭示了两个关键的动力学现象:在较低温度和较高压力下,转化步骤CO*+H*→HCO*显着影响总体反应速率,而在较高温度下,CH2O*+H*→CH3O*的步骤占主导地位。
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关键词
催化剂密度泛函理论微动力学分析氧空位浓度2加氢制甲醇"name="keyword">CO2加氢制甲醇