N2O和CO在Ga/ZSM-5上吸附和反应机理的密度泛函研究

• 作者: 刘琼 夏清华 张干兵 田丽红 胡玮 郭玥 钟欣欣
• 来源期刊: 湖北大学学报（自然科学版）
• 学科: 化学
• 关键词: 镓离子交换的ZSM-5 吸附 反应机理 密度泛函理论 能量跨度与转换频率
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 量子化学计算研究专栏
• 页码范围: 131-137
• 页数: 7页
• 分类号: O643.3/O643.12
• 字数: 3446字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-2375.2018.02.004

摘要

采用3T簇模型来模拟Ga/ZSM-5分子筛的镓离子活性位,用密度泛函理论方法UB3LYP及UM06-2x在6-31+G?基组水平上,研究N2O与CO在镓离子交换分子筛Ga/ZSM-5上吸附、催化的反应路径中各驻点的结构和能量学以探讨有关机理.结果表明,当N2O和CO同时存在于Ga/ZSM-5上时,存在η1-N和η1-C与η1-O模式之间的竞争吸附;若N2O和CO先后分别吸附在Ga/ZSM-5和GaO/ZSM-5上则构成催化循环.因循环反应的决速过渡态(N2O的分解步过渡态)相对于反应的入口通道有太正的Gibbs自由能( +35.5 kJ·mol-1),虽然循环总放热为348.1 kJ·mol-1,但常温下整个催化循环的TOF仅为23.50 s-1,因此N2O的催化分解及还原在常温常压下难以发生.计算结果与实验事实一致.