氮氧化物作為空氣中的主要污染物會造成光化學(xué)煙霧、酸雨等諸多問題,影響人類的健康和環(huán)境質(zhì)量。目前工業(yè)上常用的NH3-SCR存在有二次污染、催化劑成本高等問題。因此,研究環(huán)境友好、成本低廉的脫除氮氧化物的方法已成為研究熱點。本實驗組前期的實驗結(jié)果表明金屬鐵及其氧化物可以直接還原NO。但是,對于其在分子水平上的微觀機理,現(xiàn)階段還缺乏相應(yīng)的研究。而利用量子化學(xué)中的密度泛函理論可以揭示反應(yīng)體系的中間體、過渡態(tài)及動力學(xué)特性等有關(guān)信息,從而可以得到鐵簇與NO的反應(yīng)機理。在課題組對單個鐵原子和NO的反應(yīng)體系進行研究后發(fā)現(xiàn),由于Fe和NO的反應(yīng)體系體系偏小,研究得到的過渡態(tài)／中間體的能量與實際偏差較大�；诖�,本文采用密度泛函理論(Density Functional Theory, DFT)中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)的計算水平上計算研究了過渡金屬鐵簇(Fe2和Fe4)和NO的反應(yīng)。通過Gaussian09軟件平臺,全參數(shù)優(yōu)化了各體系反應(yīng)勢能面上各駐點的幾何結(jié)構(gòu),并用頻率分析法以及內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)(IRC)方法對過渡態(tài)進行了驗證,得到了該反應(yīng)的微觀反應(yīng)路徑和反應(yīng)勢能面(PESs)。利用分子...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.0. 研究背景
    1.1. 脫除氮氧化物的方法
        1.1.1. NO直接催化分解法
        1.1.2. NSR催化技術(shù)
        1.1.3. SCR催化技術(shù)
    1.2. 鐵及氧化物直接催化還原NO_x的研究現(xiàn)狀
    1.3. 基于密度泛函理論研究脫除NO_x進展
        1.3.1. 金屬催化劑
        1.3.2. 金屬氧化物催化劑
        1.3.3. 分子篩催化劑
    1.4. 本文研究內(nèi)容與方法
    1.5. 本章小結(jié)
第二章 理論基礎(chǔ)和計算方法
    2.1. 密度泛函理論
    2.2. 兩態(tài)態(tài)理論
    2.3. 過渡態(tài)理論
    2.4. 反應(yīng)勢能面(PES)
        2.4.1. 勢能面上臨界點的幾何性質(zhì)
        2.4.2. 勢能面交叉
    2.5. 內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)(IRC)
    2.6. 分子中的原子理論(AIM)
    2.7. 計算方法
第三章 Fe₂與NO反應(yīng)的密度泛函理論研究
    3.1. 結(jié)果和討論
        3.1.1. Fe₂+NO反應(yīng)體系
        3.1.2. Fe₂+NO反應(yīng)機理
    3.2. 反映在兩個勢能面上的交叉行為
    3.4. 反應(yīng)動力學(xué)計算
    3.5. 結(jié)論
第四章 Fe₄和NO反應(yīng)的密度泛函理論研究
    4.1. 結(jié)果和討論
        4.1.1. Fe₄+NO反應(yīng)體系
        4.1.2. Fe₄+NO的反應(yīng)機理
    4.2. 反應(yīng)在兩個勢能面上的交叉行為
    4.3. AIM拓?fù)浞治?br>    4.4. 反應(yīng)動力學(xué)計算
    4.5. 結(jié)論
第五章 研究總結(jié)與展望
    5.1. 主要研究成果
    5.2. 課題創(chuàng)新之處
    5.3. 研究展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、專利
致謝



本文編號：3800850