过渡金属原子催化活化乙烷的机理研究

来源 :四川师范大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:ly19900611
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
低碳烷烃作为在自然界储量极为丰富,但反应活性低的一类饱和碳氢化合物,一直是化学工业的主要原料。由于其稳定性,烷烃的活化与转化需要相当苛刻的条件,且选择性较低,生产成本较高。在工业生产方面,烷烃活化技术主要是用过渡族金属催化剂将比较便宜的烷烃原料直接转变为石化产品,寻找低温高活性、高选择性、稳定性好、抗积炭能力强的工业化催化剂,一直是实验研究的热点,过渡金属催化剂在烷烃的活化研究中扮演着重要的角色。乙烷作为在自然界储量仅次于甲烷的低碳烷烃,对它的活化研究无论在基础研究领域还是在工业生产方面均有重要的地位。本文通过简化的催化剂模型,采用量子化学密度泛函理论研究了过渡金属中的Fe、Co、Ni原子活化乙烷的微观反应机理,旨在探明这些过渡金属活化烷烃的微观反应历程和表征该反应过程中各中间体和过渡态的结构及能量变化情况,得到其微观作用过程反应动力学和热力学数据,从而探明其催化作用机制,比较各类催化剂催化性能的优劣,为寻找优质、高效的催化剂提供理论指导,利用理论研究的随机性和便捷性以及其经济性筛选高性能的催化剂。通过对Fe、Co、Ni原子催化活化乙烷反应微观机理的研究,找到了反应势能面上相关的中间体和过渡态,并获得了相应的能量变化情况,得出如下结论:(1) Fe、Co、Ni原子活化乙烷的微观反应机理均可分为C-C键活化过程和C-H键活化两个主要的反应过程,可分别放出甲烷和氢气。(2)三种原子对乙烷的活化过程除第一步是否形成原子-分子复合物外,随后的反应过程是相似的。(3)从能量的角度分析,Ni原子和Co原子活化C-H键决速步活化能均低于活化C-C键的活化能,Ni原子和Co原子活化C-H键较活化C-C键更易进行;而Fe原子活化C-H键决速步活化能高于活化C-C键的活化能,Fe原子活化C-C键较易进行。(4)比较Fe、Co、Ni原子活化乙烷的微观反应历程,在C-C键活化方面,Fe原子活化的决速步活化能最低,在C-H键活化方面,Ni原子活化的决速步活化能最低。
其他文献
<正>宝岛台湾自古以来就是我国领土神圣不可分割的一部分。然而,由于历史原因,海峡两岸的经济文化交流在近现代曾受到极大的阻碍和隔断。其一是在1895年,清政府在甲午中日战
会议
随着科学技术的发展,服务机器人、无人机等无人设备受到人们的日益关注。对于单架无人机来说,它虽然有很多的优势,但也存在着相应的问题。比如它体积小,载重有限,续航能力差
<正>慢性心力衰竭简称心衰是心血管疾病的最后战场,也是心血管病领域一个尚未攻克的顽固堡垒。经20多年努力,成绩喜人,但仍困难重重。在未来的征战中中西医结合治疗心衰也是
观察二陈汤系列的应用体会,分别为杏苏散加味治疗风寒型咳嗽;香砂六君子汤加味治疗脾胃虚寒型胃脘痛;半夏白术天麻汤加味治疗痰湿型眩晕,结果是取得了比较理想的临床效果,说
重型装备产品是典型的定制性产品,其产品开发能力是企业的核心竞争力,产品开发流程是保证产品成功的关键.在分析产品开发流程和流程建模工具研究现状的基础上,对某重型装备企
<正>老板看了莉莉做的营销企划方案几眼,脸就沉了下来,对着她劈头盖脸就是一顿臭骂:"你到底有没有一点儿脑子,这么差劲的营销企划方案都做得出来?立即给我重新做!你用点儿脑
期刊
本试验研究了在妊娠母猪后期日粮及泌乳母猪日粮中添加0.04%的健肽对母猪繁殖性能及其仔猪断奶成活率的影响,为健肽在妊娠母猪及泌乳母猪生产中的推广应用提供依据。选择200
氧化锌复合材料在光吸收、光催化、光电转换等性能方面显示出比单一宽带隙半导体具有更高的活性,特别是过渡金属氧化物掺杂的氧化锌复合粉体材料由于各组分的协同效应好,且具有
本论文首先使用“Click”化学方法设计并合成了两种含有三氮唑结构的乙烯基单体,进而通过可逆加成-断裂链转移聚合(reversible addition fragmentation chain transfer polym
经济型轿车将是我国汽车业今后增长最具潜力的板块,其需求状况直接关系到我国汽车产业的战略选择。本文从经济型轿车需求的动力、结构、区域、前景及潜在性等五个方面分析了