镍掺杂对Fe催化剂上CO2加氢制烃影响的理论计算研究

• 作者: 宋春山 梁志铭 聂小娃 郭新闻
• 来源期刊: 分子催化
• 学科: 化学
• 关键词: 二氧化碳加氢 烃类 Ni-Fe双金属催化剂 密度泛函理论 反应机理
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 293-303
• 页数: 11页
• 分类号: O643.32
• 语种: 中文

摘要

为研究镍掺杂对铁基催化剂上二氧化碳加氢生成C1和C2烃类产物的影响,应用密度泛函理论进行了相关计算.在Fe(110)和Ni-Fe(110)表面上,CH物种是最有利的生成CH4和C2H4的C1物种(CHx),其最可能的生成路径为CO2→HCOO→HCO→CH.尽管CO2直接解离为CO在动力学上相较于加氢生成HCOO和COOH是较为有利的,但CO进一步加氢生成HCO在能量上是不利的,其倾向于逆向解离回到CO.CH物种可以通过三步加氢反应生成CH4或者经C—C耦合及两步加氢生成C2 H4.在Fe(110)表面上,对甲烷和乙烯产物选择性起决定作用的基元反应能垒之间差异仅为0.10 eV,因此两者选择性相近.在将Ni原子引入Fe(110)表面后,生成甲烷与乙烯的选择性差异变大,导致乙烯的选择性提高.计算结果表明,添加少量金属Ni能够促进CO2转化为CH,及两个CH物种发生C—C耦合和进一步加氢转化为乙烯.