燃煤烟气中铅的反应机理研究

发布时间：2021-09-12 18:25

　　燃煤过程中有毒痕量元素铅的释放会对人类的健康和生存环境造成巨大的破坏,已成为世界范围内关注的热点问题。目前对于痕量元素Pb主要研究其富集分布、大气中的迁移和控制技术等方面,而对它的排放规律及形态转化机理的探索和认识十分稀少。本文对燃煤烟气中有毒痕量元素Pb的氯化、氧化及溴化的均相反应的微观反应机理进行了理论计算,同时也对元素态Pb在飞灰未燃尽炭表面的多相吸附进行了深入研究。采用量子化学密度泛函理论方法对反应中所涉及到反应物、产物分子结构的几何构型进行优化,并与文献中的相关数据进行比较来确定计算的基态几何构型。在此基础上,对燃煤烟气中Pb的氯化、氧化及溴化的10个反应的微观反应机理进行研究。应用量子化学B3LYP方法,对Pb选用SDD基组,除Pb外的非金属元素Cl、Br、O和H,由于其处于多电荷体系,仅采用标准基组计算精度不能满足要求,需要增加弥散函数提高其精度,因此选用6-311++G（3df,3pd）基组。对反应过程中各个驻点,即反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型进行了优化计算和频率分析,并通过振动频率分析和IRC方法对所找到的过渡态和中间体进行确认,同时通过多组态相互作用QCI... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 燃煤铅污染的研究背景与意义
        1.1.1 铅污染现状
        1.1.2 铅的来源及其危害
    1.2 燃煤过程中铅的迁移转化
    1.3 本文的研究内容及研究方法
第2章 量子化学计算方法
    2.1 量子化学基本方程
    2.2 量子化学计算方法
        2.2.1 半经验方法
        2.2.2 从头计算方法
        2.2.3 密度泛函方法
    2.3 固相体系计算研究中的簇模型选取
        2.3.1 裸簇模型方法
        2.3.2 嵌入簇模型方法
        2.3.3 饱和簇模型方法
    2.4 本章小结
第3章 热力学参数计算
    3.1 分析计算软件
        3.1.1 Gaussview软件
        3.1.2 Gaussian09软件
    3.2 计算方法
    3.3 反应物、产物基态几何构型优化
    3.4 本章小结
第4章 燃煤烟气中铅均相反应的机理研究
    4.1 计算方法
    4.2 铅氯化反应机理研究
        4.2.1 Pb+HCl→PbCl+H反应机理分析
        4.2.2 Pb+Cl_2→PbCl+Cl的反应机理分析
        4.2.3 Pb+HOCl→PbCl+OH的反应机理分析
        4.2.4 PbO+HCl→PbCl+OH反应机理分析
    4.3 铅氧化反应机理研究
        4.3.1 Pb+O_2→PbO+O的反应机理分析
        4.3.2 Pb+N_2O→PbO+N_2的反应机理分析
        4.3.3 Pb+ClO→PbO+Cl的反应机理分析
    4.4 铅溴化反应机理研究
        4.4.1 Pb+BrO→PbBr+O的反应机理分析
        4.4.2 Pb+Br_2→PbBr+Br的反应机理分析
        4.4.3 Pb+HBr→PbBr+H的反应机理分析
    4.5 反应速率常数比较
    4.6 本章小节
第5章 飞灰未燃尽炭吸附铅的反应机理研究
    5.1 飞灰未燃尽炭固体表面簇模型的建立
        5.1.1 计算方法和计算模型
        5.1.2 未燃尽炭模型的几何结构优化
    5.2 单质铅在飞灰未燃尽炭表面的吸附
    5.3 单质铅在含氯未燃尽炭表面的吸附
    5.4 本章小节
第6章 全文结论与建议
    6.1 本文的研究成果
    6.2 下一步工作建议
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国铅污染的调查研究[J]. 楼蔓藤,秦俊法,李增禧,李素媚,劳志华,陈伟民.  广东微量元素科学. 2012(10)
[2]2001—2005中国各省（市）燃煤大气铅排放量估算[J]. 秦俊法,李增禧,楼蔓藤.  广东微量元素科学. 2010(05)
[3]金融危机中的能源话题——记IEA《世界能源展望2008》新闻发布会[J]. 张一驰.  国际石油经济. 2008(11)
[4]铅的危害及国内外除铅的研究现状[J]. 金娜,印万忠.  有色矿冶. 2006(S1)
[5]沈阳市环境铅污染对儿童健康的影响[J]. 王春梅,欧阳华,王金达,刘景双,张学林,王艳.  环境科学. 2003(05)
[6]低水平铅暴露对儿童智力发育影响的研究进展[J]. 张宜明.  中国公共卫生. 2003(01)
[7]中国城市儿童血铅水平调查[J]. 戚其平,杨艳伟,姚孝元,丁亮,王雯,刘韵源,陈元,杨志平,孙玉东,袁宝珊,于传龙,韩良峰,刘学,胡小红,刘亚平,杜正东,曲莉萍,孙芳.  中华流行病学杂志. 2002(03)
[8]太原市学前儿童血铅水平的流行病学调查[J]. 余文,仝静一,张佩瑛,张惠清.  中国儿童保健杂志. 2000(04)
[9]武汉市学龄前儿童血铅水平调查[J]. 唐琳,闫志兴,罗苹.  湖北预防医学杂志. 2000(02)
[10]北京市儿童血铅水平及相关因素的调查研究[J]. 何清,叶凤云,焦宏,丁宗一,张进颖,齐桂玲.  中华儿科杂志. 1998(03)

博士论文
[1]垃圾焚烧中镉、铅迁移转化特性研究[D]. 陈勇.清华大学 2008



本文编号：3394721