Pt/WC催化剂甲醇脱氢反应机理的研究

发布时间：2024-03-25 02:30

　　采用密度泛函理论(DFT)和周期平板模型,研究了甲醇在PtML/WC(0001)催化剂表面上的脱氢反应机理。通过对甲醇分解过程中反应物、中间体及产物的结构优化和对可能基元反应的过渡态搜索,得到了各吸附物种在最稳定吸附构型下的吸附能和各基元反应的活化能垒。通过对三条可能反应路径的比较,即甲醇分子中O—H键断裂生成甲氧基(CH₃O^*)和氢(H^*)、C—H键断裂生成羟甲基(CH₂OH^*)和氢(H^*)、C—O键断裂生成甲基(CH₃^*)和羟基(OH^*),发现O—H键的断裂所需活化能最低。因此,在PtML/WC(0001)表面上,甲醇分子中的O—H键断裂生成CH₃O^*为整个反应的速控步骤。

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图2甲醇在PtML/WC(0001)表面上分解后各物种最稳定吸附构型的侧视和顶视图

第49卷第9期刘婷，等：Pt/WC催化剂甲醇脱氢反应机理的研究1943(0.1371nm)与计算得到的自由CH2O分子C—O键长(0.1223nm)相比，有明显拉长。说明吸附后CH2O分子中C=O双键变弱，趋向于单键。CH2O分子在表面的吸附能与CH3OH分子相比，明显增加，分子....

图3PtML/WC(0001)表面上甲醇分子C—H、C—O和O—H键活化的势能图及相应过渡态的构型Fig.3RelativeenergyprofilefortheactivationofC—H,C—OandO—Hbondsofmethanolmolecularonthe

3O*和H*置于相邻的最稳定吸附位构成的共吸附体系进行构型优化，优化后共吸附体系与其他吸附体系相比稳定。因此，将其作为反应终态，进行过渡态搜索，过渡态结构示于图3(TS1)。与初始态吸附的CH3OH分子相比，TS1中O—H键拉长了0.0389nm，O原子与表面Pt原子间距缩短了0....

本文编号：3938395