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Co/Pd催化剂上CH4/CO2等温两步反应直接合成乙酸的热力学
  • ISSN号:0253-9837
  • 期刊名称:《催化学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西太原030024
  • 相关基金:基金来源:国家自然科学基金(20471040,20576087);教育部重点基金(207016);教育部博士点基金(20060112014);国家重点基础研究发展计划(2005CB221204)
中文摘要:

采用量子化学密度泛函理论对CH4/CO2两步法合成乙酸反应中表面碳化物CH4(x=0~3)在Co和Pd模型表面上不同吸附活性位上的吸附能、空间构型和反应吉布斯自由能进行了系统性的比较研究.计算结果表明,CH4/CO2两步反应在单一金属Co或Pd催化剂上在常压等温条件下不能有效进行,但在CO和Pd组成的双金属催化剂上,两步反应在常压等温下可以进行.在Co和Pd双金属催化剂上,金属Co活化CH4生成金属碳化物CH,Co(x=0,1)为热力学允许反应,其后CHx溢流到金属Pd上形成CH、Pd(y=1~3)碳化物,最后CO2插入CHyPd生成乙酸,后两者在常压等温情况下也为热力学允许反应,并且在435K以上可以与前者构成等温循环.计算结果与实验结果吻合.

英文摘要:

The adsorption energy of surface carbon species CHx(x = 0-3), space configurations of CH4 on different active sites of Co and Pd surfaces, and the Gibbs free energy change have been investigated using the density functional theory method for the direct synthesis of acetic acid from CH4 and CO2 by a two-step reaction se- quence. The calculation results show that the two-step reaction cannot be effectively carried out on the single Co or Pd catalyst under atmospheric pressure and isothermal conditions. However on binary Co/Pd catalysts, the reaction that Co activates CH4 leading to CHxCo (x = 0, 1) is favorable in thermodynamics. Subsequently, the reactions that CHx overfall from Co to Pd producing CHyPd (y = 1-3) and CO2 inserts into CHyPd forming acetic acid are also advantageous in thermodynamics under atmospheric pressure and isothermal conditions. These two reactions combine with former reaction to make an isothermal cycle above the temperature 435 K. The calculated results are in agreement with the experimental results.

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期刊信息
  • 《催化学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院大连化学物理研究所
  • 主编:李灿 张涛
  • 地址:大连市沙河口区中山路457号
  • 邮编:116023
  • 邮箱:chxb@dicp.ac.cn
  • 电话:0411-84379240
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9837
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1195/O6
  • 邮发代号:8-93
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖,中国科协精品科技期刊示范项目
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19199