钾助剂对钴基催化剂表面积碳及碳化的影响

发布时间：2022-02-19 10:03

　　费托合成（FTS）是发展煤洁净高效转化的关键技术,而高活性催化剂的选择和制备是该技术的核心。在该项技术中,钴基催化剂由于其长链烃生成率高,且水煤气变换反应活性低等特点,在FTS反应中发挥着重要作用。而碱金属助剂的添加可改变催化剂在FTS中的活性和选择性,对改进FTS钴基催化剂的性能具有重要意义。本文利用密度泛函理论对不同碳覆盖度下面心立方Co（111）,（311）表面以及六方密堆积Co（0001）,（11-21）表面的积碳和碳化过程,以及钾助剂对该过程的影响进行了研究。对钴表面碳的加氢反应也进行了系统性的模拟。研究结果表明,碳原子倾向于吸附在配位数较多的位置,并偶联形成C₂。随着碳覆盖度的增加,在热力学上,碳原子在表面易聚集,部分碳原子可能发生扩散,渗入次表层,同时表面构型会发生明显的形变。而在动力学上,表面碳原子并没有向次表层迁移的驱动力。掺杂钾助剂后,表面碳物种的吸附均比在纯净钴表面的吸附更稳定。但是钾助剂并不改变表面物种的结构及相对稳定性,此时应该是钾助剂的电子效应起主导作用。另外,在Co（111）与Co（0001）表面的碳氢化过程中,表面最丰碳氢化合物物种... 

【文章来源】：烟台大学山东省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 引言
    1.2 FTS反应概述
        1.2.1 FTS反应机理
        1.2.2 钴基催化剂的积碳问题
        1.2.3 钴表面积碳研究进展
        1.2.4 碱金属对FTS反应的影响
    1.3 选题依据及研究方案
2 计算方法与模型
    2.1 计算方法
    2.2 计算模型
3 Co(111)与Co(0001)表面上碳的吸附与钾的影响
    3.1 前言
    3.2 钾助剂对碳在Co(111)面上吸附的影响
        3.2.1 不同覆盖度C在Co(111)面上的吸附
        3.2.2 链状碳簇和环状碳簇在钴表面的吸附
        3.2.3 钾掺杂对碳在钴表面吸附的影响
        3.2.4 Co(111)面上C_n与碳化物形成的动力学
        3.2.5 表面功函
    3.3 钾助剂对碳在Co(0001)面上吸附的影响
        3.3.1 不同覆盖度时,C在Co(0001)面上的吸附
        3.3.2 链状碳簇和环状碳簇在钴表面的吸附
        3.3.3 钾掺杂对碳在钴表面吸附的影响
        3.3.4 Co(0001)面上C_n与碳化物形成的动力学
        3.3.5 表面功函
    3.4 小结
4 碳在Co(311)与Co(11-21)表面上的吸附
    4.1 前言
    4.2 钾助剂对碳在Co(311)面上吸附的影响
        4.2.1 不同覆盖度碳在Co(311)面上的吸附
        4.2.2 钾掺杂对碳在Co(311)表面吸附的影响
        4.2.3 Co(311)面上C_n与碳化物形成的动力学
    4.3 碳在Co(11-21)面上的吸附
        4.3.1 不同覆盖度碳在Co(11-21)面上的吸附
        4.3.2 Co(11-21)面上C_n与碳化物形成的动力学
    4.4 小结
5 Co(111)与Co(0001)表面上的甲烷化反应
    5.1 前言
    5.2 Co(111)表面上的甲烷化反应
        5.2.1 Co(111)上的CH_x的吸附
        5.2.2 Co(111)面上CH_x的生成
    5.3 Co(0001)表面上的甲烷化反应
        5.3.1 Co(0001)上的CH_x的吸附
        5.3.2 Co(0001)上的CH_x的生成
    5.4 小结
6 结论
参考文献
补充材料
致谢
作者简介
攻读学位期间参与的基金项目和发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
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[9]Fe、Co基费托合成催化剂助剂研究进展[J]. 杨霞珍,刘化章,唐浩东,蔡丽萍,吴再国.  化工进展. 2006(08)
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硕士论文
[1]钴基催化剂微结构构筑及其催化性能研究[D]. 张林.上海交通大学 2018



本文编号：3632698