铝团簇掺杂金催化CO氧化和金属钨羰基化合物对水煤气变换反应的密度泛函理论研究
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of industry, the emission of toxic gas CO also shows a trend of rapid increase. The development of economy will inevitably lead to environmental pollution and destruction, but from the concept of sustainable development, we must follow the economic development and environmental pollution control simultaneously. This requires us to pursue the process of economic development, one is to effectively control toxic and polluting gas, the other is to pursue the development of new green energy, which is also reflected in this paper two important points of view. At present, nanoparticles have attracted more and more attention because of their unique catalytic activity. In the selection of catalyst, we hope that it has high catalytic activity and high cost-performance ratio. Based on this idea, we choose cheap aluminum as catalyst for CO oxidation by doping a small amount of gold. This is because Al plays a very important role in chemical reactions and nanoscale devices because of its many chemical and physical properties such as conductivity superconductivity and magnetism. Especially, Al alloy clusters have attracted more and more attention in the traditional fields of material science and physical chemistry. Therefore, in the past few years, Al nanoclusters doped with metal or non-metallic atoms have attracted much attention, and gold nanoclusters have unique catalytic activity different from pure gold in the catalytic oxidation of CO_2 by CO. As a result, it has received extensive attention. In this paper, the PBE method in DFT is used in the Gaussian09 software package. The pseudopotential basis set of LANL2DZ is used for Au atom, and 6-31g (DNP) basis set is used for Al,C,H,O atom. The mechanism of LH oxidation of CO catalyzed by Al cluster doped with Au atom (Al_nAu 1-12) was studied systematically. Our results show that Al11Au exhibits high catalytic activity with a barrier of only 0.36 eV.. Hydrogen energy has become the most popular green energy because of its advantages of light weight, easy storage, large energy generated by combustion and no pollution after combustion. The water gas conversion reaction is to remove CO, from the hydrogen production process and further increase the hydrogen concentration. At present, there have been a lot of reports on water gas conversion reaction, and metal carbonyl compounds show high catalytic activity in water gas conversion reaction, but the study of metal carbonyl compounds in water gas conversion reaction is limited to iron group elements. It is necessary to explore other groups of metal carbonyl compounds. In this paper, the method of B3LYP in density functional theory is used. The pseudopotential basis set of LANL2DZ is used for W atom, and 6-31 g (dapp) basis set for H atom, O atom and C atom. The mechanism of water gas conversion catalyzed by W (CO) _ 6 and W _ 2 (CO) _ (10) was studied. The results show that binary W _ S _ 2 (CO) _ (10) has high TOF value (3.62 脳 10 ~ (-12), gas phase) in catalytic water gas conversion. 8.74 脳 10 ~ (-15), liquid phase) showed high catalytic activity, and the binuclear mechanism was also the best reaction mechanism.
【学位授予单位】:山西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ542.4;O643.12
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