改性活性炭负载单原子金催化乙炔氢氯化反应的理论研究

发布时间：2020-12-20 22:33

　　研究并制备高效催化剂是探究催化反应过程的主要内容之一。负载型催化剂相较于传统催化剂具有较好的催化性能,如高活性、高选择性或二者兼顾,可大规模应用于工业化生产。负载型金属催化剂的催化性能与其活性组分在载体上的尺寸大小密切相关,而不断减小负载的金属颗粒尺寸可以提高催化剂的金属原子的利用效率。催化剂的金属颗粒尺寸的高分散理论极限就是以单个原子均匀分散在载体上,即成为所谓的单原子催化剂（Single-atom catalyst,简称SAC）。2011年,张涛课题组报道了首例单原子催化剂Pt1/FeOx,对CO选择性低温氧化有很高的催化活性和稳定性。氯乙烯单体（Vinyl chloride monomer,VCM）是一种可用来合成聚氯乙烯（Poly（vinyl chloride）,简称PVC）的化工原料,在各行各业均有广泛用途。工业上常用HgCl2来催化炔烃氢氯化制备氯乙烯,但汞有毒性,易造成环境污染,国际上已开始限制使用,故寻找非汞催化剂非常必要。Hutchings等人报道氯化金相对于其他金属氯化物催化氢氯化反应活性较高,后续又发现由活性炭（Activated Carbon,简称AC）负载的A... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１文献报道的石墨烯材料潜在的催化活性位点ｍ??

酮类等含氧官能团，并以羧酸官能团改性的活性炭（ＡＣ）锚定ＡｕＣ１３物种为催化剂模??型代表网进行了机理研究，且之前的文献报道石墨烯和富勒烯经常用来代替ＡＣ进行相??关研究。综合考虑，我们在本章选取的载体ＡＣ模型如图２－３所示，并且计算了羧酸改??性相对应的ＡＣ与Ａｕ物种结合能力，试图寻找相关规律，如表格２－１，发现在不同温??度时，Ａｕ物种可以较稳定的负载到－ＣＯＯＨ改性的ＡＣ表面，并且不同的载体模型环化??物对于催化活性中心的影响不大。由于己有文献＿考虑用周期性边界条件计算该体系的??反应路径，我们用高斯模拟计算相对应的关键基元反应步（包括乙炔活化、氯化氢加成）??的能垒差值，发现基本一致。综上，我们选用常规的高斯程序包模拟计算该反应体系。??ｙ－Ｓ?ｆ?Ｔ?ｆ?Ｔ?Ｔ?Ｔ?ｆ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｇｒｏｕｐｓ??ｊ?ｊ?ｊ??１（ＣＩＩ４）?２（Ｃ６Ｈ６）?３（Ｃｌ（１Ｈｓ）?４（Ｃ１４Ｈ１Ｕ）??－ＣＯＯＨ??丨ｆｌ＞?６（Ｃ．ＭＨ：ｎ）?７（１－２＾＾）：??图２－３不同载体的球棍模型??表格＞１羧酸改性的ＡＣ与Ａｕ物种反应的电子能量（Ｅ）和吉布斯自由能（Ｇ）??（单位：ｋｃａｌ／ｍｏｌ）??１４??

?－１７．２??为使理论计算的的ＡＣ模型具有代表性，我们选取的是单层石墨稀，边缘为ｚｉｇｚａｇ位??饱和的碳，Ｋ度为３个苯环，宽度为１个苯环，如图２－４所示。中心苯环优化的Ｃ－Ｃ??键氏为１．４２Ａ和１．４３Ａ，与实验值１．４２Ａ基本吻合ｉ｜１Ｑｉ。为便于观察以及方便作图，我??们把所选模型蒽（ＣｍＨＯ的下半部分隐藏


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