庞可,王婉楠,任瑞鹏,吕永康.甲醇在M@CNTs表面吸附和初步裂解机理的DFT研究[J].分子催化编辑部,2021,35(2):113-120
甲醇在M@CNTs表面吸附和初步裂解机理的DFT研究
The Study of the Mechanism of Methanol Cracking on the M@CNTs by DFT
投稿时间:2020-12-30  修订日期:2021-02-01
DOI:10.16084/j.issn1001-3555.2021.02.002
中文关键词:  M@CNTs  甲醇  初步裂解  DFT
英文关键词:M@CNTs  methanol  initial cracking  DFT
基金项目:国家自然科学基金资助项目(21776196,51778397)和山西省重点研发计划项目(201803D421089)
作者单位E-mail
庞可 太原理工大学 煤科学与技术教育部与山西省共建重点实验室, 山西 太原 030024  
王婉楠 太原理工大学 煤科学与技术教育部与山西省共建重点实验室, 山西 太原 030024  
任瑞鹏 太原理工大学 煤科学与技术教育部与山西省共建重点实验室, 山西 太原 030024 renruipeng888@126.com 
吕永康 太原理工大学 煤科学与技术教育部与山西省共建重点实验室, 山西 太原 030024  
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中文摘要:
      基于密度泛函理论(DFT)研究了CH3OH在M@CNTs (M=Fe、Co、Ni、Cu、Fe2、Co2、FeCo)表面吸附和初步裂解机理.在M@CNTs表面CH3OH裂解存在C-H、C-O、O-H 3条可能路径.我们计算了CH3OH及中间体在CNTs和M@CNTs表面的吸附能,并计算了3条可能路径下的相关反应热和活化能.计算结果表明,CH3OH在CNTs和M@CNTs表面是物理吸附,O-H键断裂是最有利的路径,其在不同催化剂表面的活化能顺序是CNTs (1.60 eV)、Cu@CNTs (1.57 eV)、Ni@CNTs (1.38 eV)、Co@CNTs (1.11 eV)、Fe@CNTs (1.10 eV)、Fe2@CNTs (1.06 eV)、Co2@CNTs (1.00 eV)、FeCo@CNTs (0.76 eV),即FeCo@CNTs可作为CH3OH初步裂解的有效催化剂.
英文摘要:
      Density functional theory (DFT) is used to study the adsorption and initial cracking mechanism of CH3OH on the surface of M@CNTs (M=Fe, Co, Ni, Cu, Fe2, Co2, FeCo). There are three possible paths of CH3OH cracking on the surface of M@CNTs: C-H, C-O and O-H. The adsorption energy of CH3OH and intermediates on CNTs surface and M@CNTs surface were calculated, and the relevant reaction energy and activation energy under three possible paths were calculated. The calculation results show that CH3OH is physically adsorbed on the surface of CNTs and M@CNTs, and O-H bond cleavage is the most favorable path. The order of activation energy on different catalyst surfaces is CNTs (1.60 eV), Cu@CNTs (1.57 eV), Ni@CNTs(1.38 eV), Co@CNTs(1.11 eV), Fe@CNTs(1.10 eV), Fe2@CNTs(1.06 eV), Co2@CNTs(1.00 eV), FeCo@CNTs(0.76 eV), namely FeCo@CNTs can be used as an effective catalyst for the initial cracking of CH3OH.
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