NO-,x-催化分解反應(yīng)機(jī)理的量化研究.pdf

1、東南大學(xué)碩士學(xué)位論文NO催化分解反應(yīng)機(jī)理的量化研究姓名：丁波申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：孫岳明;李新松20030601東 南 大 學(xué) 碩 十 學(xué) 位 論 文A Q u a n t u m C h e m i c a l S t u 勿 o n Me c h a n i s m o fN O X C a t a l y t i c D e c o m p o s i t i o nA b s t r a c t

2、 : W i t h t h e d e v e l o p m e n t o f i n d u s t r i a l i z a t i o n i n m a n y c o u n t r y , a l a r g e q u a n t i t y o f N O x f r o m a u t o m o b i l e a n d c o a l ' s b u r n i

3、n g w a s r e l e a se d i n t o t h e a t m o s p h e r e . N i t r o g e n o x i d e( N O x ) i s o n e o f t h e h a r m f u l c o m p o s i t i o n s t o a i r , i t n o t o n l y d o h a r m t o

4、 p e o p l e ' s h e a l t h , b u t a l s o h a s r e s u l t e d i n s e r i o u s e n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n . S o , S t u d i e s o n c h e m i c a l p r i n c i p l e s o f N O x

5、f o r m a t i o n a n d p r o t e c t i o n w e r e a m o n g t h e m o s t a c t i v e r e s e a r c h a r e a s i n c a t a l y s i s s c i e n c e . T o f u r t h e r e x p l o r e t r u e r e a c t i

6、o n m e c h a n i s m a n d e s t a b l i s h r e a c t i o n k i n e t i c s m o d e l b a se d o n s t a t i s t i c a l t h e r m o d y n a m i c s w o u l d p r o v i d e t h e o r e t i c a l b a s i s

7、 f o r t h e g u i d a n c e o f s e e k i n g p a r t i c u l a r l yv a l u a b l e c a t a l y s t a n d o p t i m a l c a t a l y s i s c o n d i t i o n s .I n t h i s p a p e r , a s y s t e m a t i c

8、 a l l y t h e o r e t i c a l r e s e a r c h o f N O x a d s o r p t i o n a n d d e c o m p o s i t i o n o nC u - e x c h a n g e d z e o l i t e c a t a l y s t ( C u - Z S M- 5 ) w a s p e r f o r m e

9、d , u s i n g D e n s i t y F u n c t i o n a l T h e o r y ( D F T ) a t B 3 L Y P / L a n L 2 D Z l e v e l . F i r s t l y , t h e e q u i l i b r i u m g e o m e t r i e s f o r u n i t s o f Z S M - 5

10、 w a so p t i m i z e d a n d t h e c o p p e r i o n e x c h a n g e p r o c e s s o n Z S M- 5 w a s s t u d i e d . t h e n , t h e p r o c e s s o f N O a d s o r p t i o n o n C u - Z S M- 5 w a s

11、 d i s c u s s e d b y s t u d y i n g t h e c h a n g e s o f c h a r g e d i s t r i b u t i o n a n d e l e c t r o n t r a n s f e r . F i n a l l y , w e w e r e t o u n d e r s t a n d t h e m i c

12、r o m e c h a n i s m o f N O x d e c o m p o s i t i o n o nC u - Z S M- 5 c a t a l y s t t h r o u g h a n a l y z i n g t h e p o t e n t i a l e n e r g y s u r f a c e ( P E S ) .T h e f o l l o w i n

13、 g r e s u l t s a n d c o n c l u s i o n s h a d b e e n r e a c h e d :( 1 ) D u r i n g t h e c o p p e r i o n e x c h a n g e p r o c e s s o n Z S M- 5 , t h e A l - 0 s i t e c o u l d p r o d

14、u c e d m o s ts t a b l e s t e x c h a n g e mo d e l .( 2 ) T h e c o p p e r i o n C u ' s h o w e d t h e p r e f e r a b l e p e r f o r m a n c e o n s t r e n g t h e n i n g t h e s t a b i l

15、i t y o fa d s o r p t i o n m o d e l a n d e n h a n c i n g t h e NO d e c o m p o s i t i o n a c t i v i t y .( 3 ) W h e n N O a d s o r p t e d o n C u - Z S M - 5 b y O - e n d , t h e N - 0 b a

16、 n d c o u l d b e e n l e n g t h e n e d e f e c t i v e l y . Wh e n a d s o r p t e d b y N - e n d , t h e a d s o r p t i o n m o d e l w a s m o s t s t a b l e s t .( 4 ) C o m a r e t o t h e r

17、e l e v a n t h o m o g e n e o u s r e a c t i o n s i n g a s , t h e c a t a l y s t c o u l d r e d u c e d t h e p o t e n t i a l b a r r i e r s e v i d e n t l y , w h i c h s h o u l d m a k e t h

18、 e r e a c t i o n s p r o c e s s m o r e s u c c e s s f u l l y .( 5 ) NO x d e c o m p o s i t i o n o n C u - Z S M- 5 c o u l d r e a l i z e d o n t w o a c t i v e s i t e s : Z C u a n d Z C u -

19、 0 T h e c y c l e o f Z C u a Z C u - 0 w a s e s s e n t i a l f o r C u - Z S M - 5 t o k e e p h i g h c a t a l y s t i c a c t i v i t y .K e y w o r d s : NO x , C u - Z S M- 5 , D e n s i t y f u n