CCSD(T)/CBS法标定CO2和CH4转化为CH3COOH的活化能

• 作者: 贺萌萌 李文科 刘晓强 李美俊 杨义 周鑫玥
• 来源期刊: 四川轻化工大学学报（自然科学版）
• 学科: 化学
• 关键词: CO2 CH4 CH3COOH 活化能 CCSD(T)/CBS 溶剂化效应
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 生物·化学
• 页码范围: 22-30
• 页数: 9页
• 分类号: O641.12+1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11863/j.suse.2022.02.04

摘要

通过量化计算探索了CO2与CH4在无催化剂条件下直接转化为CH3COOH的反应机理.采用高精度CCSD(T)/CBS方法对CO2与CH4转化为CH3COOH进行基准研究,并预测了该反应决速步骤活化能为88.40 kcal/mol.为了减小计算花费,采用多种方法和不同基组对该反应的活化能进行了理论研究.计算结果表明B3LYP/aug-cc-PVQZ方法可靠、经济,该法所得活化能值(88.25 kcal/mol)与CCSD(T)/CBS获得的基准值一致.此外,探索了溶剂化效应和水辅助质子转移对该反应活化能的影响.研究发现隐性乙醚溶剂有利于该反应活化能的降低,而显性乙醚溶剂降低了该反应的活性.与此同时,计算结果表明水辅助质子转移能够促进该反应的进行,活化能为76.98 kcal/mol,与基准值相比降低了14.62％.研究结果为CO2与CH4共转化高附加值化学品提供了理论借鉴,并为其碳捕获与利用提供了一种新的研究思路.