单空缺石墨烯负载的Pd单原子催化剂上NO还原的密度泛函理论研究

• 作者: 张芳芳 韩敏 赵娟 凌丽霞 章日光 王宝俊
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: Pd单原子催化剂 活性 选择催化还原 H2 密度泛函理论
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 催化、动力学与反应器
• 页码范围: 1382-1391
• 页数: 9页
• 分类号: O643.32
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200876

摘要

采用密度泛函理论（DFT）方法对单空缺石墨烯负载的Pd单原子（Pd/SVG）催化剂上H2还原NO的反应进行了研究，探究了Pd/SVG上NO还原生成N2和NH3的路径。在Pd/SVG上NO容易加氢形成HNO，需要的活化能为67.0 kJ·mol-1，显示了极高的催化活性。N2生成的有利路径为NO活化生成HNO后，HNO继续加氢生成中间体NH2O和NH2OH，然后NH2OH解离生成NH2和OH，生成的NH2中间体结合NO形成NH2NO，然后NH2NO异构化形成的NHNOH再经解离生成N2与H2O，这个过程中的决速步骤为NH2NO分子内氢转移生成NHNOH，能垒为144.3 kJ·mol-1。对于NH3的生成，从NO的活化到中间体NH2的形成与N2的形成过程相同，最后NH2加氢即可形成NH3，这个过程中的决速步骤为NH2O加氢生成NH2OH，能垒为86.4 kJ·mol-1。比较生成N2和NH3的决速步能垒可见，Pd/SVG催化剂上NO经H2还原更容易形成NH3。本研究为石墨烯负载型Pd基催化剂上H2还原NO的实验及工业应用提供理论参考。