本项目拟采用第一性原理结合超元胞模型模拟低碳烷烃如丙烷在负载型钒基催化剂表面的深度氧化反应。首先以ZrO2作为载体,采用周期方法研究VOx在其表面的分散形式。选取最为稳定的VOx/ZrO2模型,计算研究丙烷在其表面深度氧化生成COx的机理。通过热力学和动力学性质分析,确定各步反应的活性中心,寻找最易发生的反应通道,揭示产生深度氧化的机理和控制催化剂活性和选择性的关键因素。项目还将把该研究进一步推广到其他较为常见的VOx/氧化物催化剂体系,如VOx/TiO2,VOx/SiO2等,通过比较在不同的氧化物负载钒基催化剂表面的深度氧化机理,在原子尺度上理解钒氧化合物和载体的相互作用,载体对副反应的影响等,进而建立反应的微观机理,为工业上选择、设计新型高效催化剂提供理论指导。
英文主题词quantum chemistry;ODH;deep oxidation;propane;ethane