煤燃烧过程中会释放多种痕量重金属，其中铬元素因其剧毒性而易对人体及生态系统造成危害。铬作为5种重点污染防控的重金属元素之一，研究其在烟气氛围下的形态转化规律和在CaO的吸附特性则对其进一步减排具有重要意义。利用密度泛函理论(DFT)对烟气中Cr、CrO与O₂均相生成Cr₂O₃的反应机理，和Cr₂O₃在CaO(001)表面的吸附过程进行研究。结果表明:Cr和CrO均相生成Cr₂O₃的最大反应能垒分别是12.048 Kcal/mol和12.270 Kcal/mol，该反应在烟气中均易发生。在500 K~2 000 K温度下，Cr与O₂反应生成CrO、CrO₂的过程中，正反应速率处于较高水平，正向反应进行完全。而CrO到CrO₂存在2个过渡态，其中TS₂为速控步骤，反应进行较慢，正向进行不完全。CrO与CrO₂生成Cr₂O₃是物理吸附过程，不需要克服能垒即可自发进行，所以Cr₂O₃是燃煤烟气中主要的存在形式。Cr反应生成Cr₂O₃的平衡常数受温度影响较大，但始终大于105，可认为是单向反应。CrO反应生成Cr₂O₃的平衡常数也明显受到温度的影响，在低温阶段平衡常数较大，反应物转化率高，当温度超过1 700 K，平衡常数很小，反应进行不完全。因此可知，Cr向Cr₂O₃转化的路径较易发生，是燃煤烟气中Cr₂O₃生成的主要途径。同时，研究发现Cr₂O₃在CaO(001)表面吸附后，Cr与吸附底物表面O形成了Cr-O共价键，为化学吸附。因此，利用钙基吸附剂对烟气中铬的固化具有可行性。

0 引言

1 计算方法

2 结果与讨论

   2.1 铬在烟气中存在形态的密度泛函分析

   2.2 烟气中Cr2O3生成的热力学分析

   2.3 烟气中Cr2O3生成的动力学分析

3 结论