Cu基催化剂上CO/CO 2 加氢制备甲醇的理论研究

发布时间：2024-01-29 21:46

　　甲醇是一种高效清洁的优质能源,也是一种重要的基础有机化工原料,可用于制造甲醛、乙醇、二甲基硫酸、乙酸等有机物,因此其受到人们的关注。目前,关于制备甲醇Cu基催化剂的活性中心主要有三种观点,Cu0为活性中心,Cu+为活性中心,以及Cu0-Cu+为活性中心。为研究催化剂的活性中心,了解Cu0和Cu+对制备甲醇机理的影响,本文运用DFT+U和DFT,分别研究了Cu2O和Cu上CO/CO2加氢制备甲醇以及水煤气变换的反应机理。本文以Cu2O(111)代表Cu+,Cu(111)代表Cu0,分别研究Cu2O(111)和Cu(111)面上,合成气制备甲醇、CO2加氢制备甲醇以及水煤气变换的反应机理,从而得到以下结论:1.Cu2O(111)面上,合成气制备甲醇的最优路径为CO→HCO→H2CO→H2COH→H3COH,其速控步为HCO加氢生成H2CO;Cu(111)面上,最优路径为CO→HCO→H2CO→H3CO→H3COH,速控步为CO加氢生成HCO。2.Cu2O(111)面上,CO2加氢制备甲醇的最优路径为CO2→HCOO→HCOOH→H2COOH→H2CO→H2COH→H3COH;Cu(111)...

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题意义及背景
    1.2 甲醇的性质与用途
    1.3 甲醇制备的研究进展
        1.3.1 甲醇的制备方法
        1.3.2 制备甲醇Cu基催化剂的活性中心
        1.3.3 制备甲醇的反应机理
    1.4 本文研究内容
第二章 理论基础
    2.1 密度泛函理论
        2.1.1 Thomas-Fermi理论
        2.1.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.3 Hohenberg-Kohn定理
    2.2 交换相关泛函
        2.2.1 局域密度近似
        2.2.2 广义梯度近似
    2.3 VASP软件包
    2.4 化学反应过渡态计算方法
    2.5 DFT+U
第三章 Cu₂O(111)和Cu(111)面上合成气制备甲醇的反应机理
    3.1 引言
    3.2 计算方法和模型
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 表面吸附研究
        3.3.2 合成气制备甲醇的反应机理
    3.4 本章总结
第四章 Cu₂O(111)和Cu(111)面上CO₂加氢制备甲醇的反应机理
    4.1 引言
    4.2 计算方法和模型
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 表面吸附研究
        4.3.2 CO₂加氢制备甲醇的反应机理
    4.4 本章总结
第五章 Cu₂O(111)和Cu(111)面上水煤气变换(WGS)反应的反应机理
    5.1 引言
    5.2 计算方法和模型
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 表面吸附研究
        5.3.2 水煤气变换反应机理
    5.4 本章总结
第六章 结论和建议
    6.1 主要结论
    6.2 工作建议
参考文献
致谢
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本文编号：3888897