[MB12Hx]2-催化乙烯中微量乙炔半加氢反应的理论研究
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作者
陈康杰王婉楠史秀锋任瑞鹏吕永康
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单位
太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室太原理工大学化学学院山西浙大新材料与化工研究院
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摘要
乙烯中微量乙炔半加氢存在的主要问题是过度加氢。在微量乙炔中含有高浓度的乙烯是导致过度加氢的主要原因,因此,设计具备乙炔富集能力的催化剂对于乙炔半加氢反应具有重要意义。本文设计了具有乙炔富集能力的模型催化剂——[MB12Hx]2-(M=Pd、Ni、Ag; x=9、10),基于密度泛函理论(DFT)系统研究了乙烯和乙炔在催化剂表面的吸附行为,及其催化乙炔选择性加氢的反应机理。乙炔加氢反应涉及的各物种(C2H2、C2H3、CHCH3、C2H4、C2H5、H2以及H原子)在催化剂表面的吸附能、反应热和活化能进行了详细计算。计算结果表明,在[PdB12H9]2-、[NiB12H9]2-、[AgB12H10]2-上,过度加氢(C2H4+H=C2H5)的能垒明显高于半氢化反应(C2H4脱附)的能垒,其中[PdB12H9]2-表现出了最好的乙烯选择性(2.02 eV),同时[PdB12H9]2-较低的限速步骤活化能垒体现出该催化剂具备较高反应活性(1.18 eV)。
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关键词
12Hx]2-"name="keyword">[MB12Hx]2-乙炔乙烯密度泛函理论选择性加氢反应
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文章目录
1 计算细节及催化剂模型
1.1 计算方法及乙炔加氢过程的反应路径
1.2 催化剂模型
2结果与讨论
2及C2Hy物种在[MB12Hx]2-催化剂的吸附'>2.1 H2及C2Hy物种在[MB12Hx]2-催化剂的吸附
12Hx]2-团簇的选择性加氢过程'>2.2 乙烯中微量乙炔在[MB12Hx]2-团簇的选择性加氢过程
3 结论