生物質能源是第四大能源,與傳統(tǒng)能源相比,生物質能具有可再生、碳中性、地域限制小等優(yōu)點。將生物質木質素轉化為燃料是目前利用生物質能的有效途徑,而苯酚類化合物加氫和加氫脫氧工藝是完成該轉化中的關鍵步驟。本文應用密度泛函理論研究苯酚在Pt(111)表面上加氫脫氧的反應路徑。結果表明,在苯酚環(huán)上進行部分加氫反應后,可以有效降低脫氧反應的活化能。其中加5H后的中間體(C₆H₁₀OH^*)通過α-C與表面上的Pt原子相互作用,通過該加氫中間體生成環(huán)己酮、環(huán)己醇和脫氧至苯的活化能分別是0.38 eV、0.56 eV和0.76 eV。可見由C₆H₁₀OH^*中間體生成不同產(chǎn)品的活化能都比較低,因此C₆H₁₀OH^*在苯酚加氫脫氧反應中是至關重要的中間體。微觀動力學結果顯示,苯酚的加氫反應速率很快并且是可逆反應,而脫氧反應速率與加氫相比較慢,但是脫氧反應幾乎為不可逆反應。該研究結果與實驗中所呈現(xiàn)出的:在低轉化率下反...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 生物質能源概述
    1.2 木質素概述
        1.2.1 木質素結構
        1.2.2 木質素衍生生物油及其性質
    1.3 木質素模型化合物加氫脫氧反應機理研究進展
    1.4 加氫脫氧反應催化劑概述
    1.5 實驗中苯酚類分子加氫脫氧反應機理研究
    1.6 計算領域苯酚類分子加氫脫氧反應機理研究
    1.7 本論文的主要內(nèi)容和研究意義
第2章 理論基礎和計算方法
    2.1 量子化學基礎
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 霍恩伯格-科恩定理
        2.2.2 科恩-沈方程
        2.2.3 交換相關能泛函
        2.2.4 布洛赫定理
    2.3 化學動力學理論基礎
        2.3.1 微觀動力學基本理論
        2.3.2 表面覆蓋度相關公式的推導
    2.4 計算軟件簡介
        2.4.1 MaterialsStudio簡介
        2.4.2 VASP簡介
    2.5 計算參數(shù)設置
第3章 間甲基苯酚在Pt/SiO₂上的加氫脫氧反應
    3.1 引言
    3.2 結果與討論
        3.2.1 轉化率對產(chǎn)品收率的影響
        3.2.2 氫分壓對產(chǎn)品選擇性的影響
    3.3 本章小結
第4章 苯酚在鉑(111)表面加氫反應機理的研究
    4.1 引言
    4.2 結果與討論
        4.2.1 反應物及產(chǎn)物在Pt(111)表面的吸附
        4.2.2 苯酚在Pt(111)上的第一步加氫反應
        4.2.3 苯酚在Pt(111)表面的加氫反應
    4.3 本章小結
第5章 苯酚在鉑(111)表面脫氧反應機理的研究
    5.1 引言
    5.2 結果與討論
        5.2.1 苯酚在鉑(111)表面的直接脫氧
        5.2.2 加氫中間體在鉑(111)表面的脫氧
        5.2.3 苯在鉑(111)表面上的形成
        5.2.4 環(huán)己醇和環(huán)己酮在鉑(111)上的脫氧反應
    5.3 本章小結
第6章 苯酚加氫脫氧的微觀動力學參數(shù)分析
    6.1 引言
    6.2 結果與討論
        6.2.1 加氫反應與脫氧反應活化能的對比
        6.2.2 苯酚加氫脫氧的微觀動力學
        6.2.3 氫氣分壓對表面覆蓋度的影響
    6.3 本章小結
第7章 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3821119