欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:37037107
大小:10.63 MB
页数:67页
时间:2019-05-15
《隔离Mo基催化剂上乙烷选择氧化反应机理的理论计算研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、单位代码:10166謹一先h呻也夫受I硕士学位论文隔离Mo基催化剂上乙烷选择氧化反应机理的理论计算研究论文作者:韩鹏学科?专业分析化学:赵震孙晓颖指导教师:培养单位工学院:化学化+關培养类别:完成时间2018年5月:沈阳师范大学学位评定委员会学位论文独创性声明木人所呈交的学位论文是在导师的指导下取得的研宂成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人己经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体,均已在
2、文中作了明确说明并表示了谢意。作者签名:曰期:如s_t7学位论文使用授权声明本人授权沈阳师范大学研宂也处,将本人硕士学位论文的全部或部分内容编入冇关数据库进行检索;有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版,允许论文被查阅和借阅;有权可以采用影印、缩印或扣描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本规定。作者签名:□期:7〇專傳—以人1隔离Mo基催化剂上乙烷选择氧化反应机理的理论计算研究摘要近年来石油资源日益减少,低碳烷烃选择氧化
3、及脱氢反应的研究是解决该问题的途径之一。天然气与页岩气的世界储量丰富,用其取代石油为原料的新化工路线的实现具有广阔的应用前景和经济效益。提高乙烷活性的同时保持选择氧化产物分子稳定是乙烷选择氧化的关键和难点所在。目前高分散隔离活性硕催化剂是一类研究烃类选择氧化反应机理最有效的模型化合物。活性硕介孔分子筛为催化剂的设计提供了一个很好的平台。介孔分子筛的骨架一般由Si、O组成,对大多数反应相对惰性,但其孔道结构明确,可用于导入硕置可控、结构明确的活性硕。第一性原理计算研究C-H键催化转化的反应机理时,一般采用低聚的硅氧环为载体
4、,作为无定型二氧化硅模型载体的代替。但是高分散隔离Mo基催化剂催化乙烷选择氧化反应的机理鲜有报道。反应过程中的很多问题亟待解决。例如,哪种隔离Mo基催化剂的结构组成催化性能更好,具体的反应活性硕是什么。本硕硕利用密度泛函理硕的第一性原理计算方法来研究隔离Mo基催化剂上乙烷选择氧化的反应过程和机理,为设计和开发低碳烷烃高效选择氧化催化剂打下理硕基础。以硅氧环负载的隔离Mo基催化剂催化乙烷为目标反应。本硕硕重点研究了隔离Mo基催化剂上乙烷选择氧化的反应机理。首先建立了两个氧化硅负载的隔离Mo基催化剂模型,分别是含有一个钼氧双
5、键(mono-oxo)和含有两个钼氧双键的(di-oxo)隔离Mo基催化剂团簇模型。其次考察了不同反应活性硕点对乙烷第一个C-H键的活化能力,重点研究了三种反应活性硕:Mo=O中的端氧、Mo-O-Si中的桥氧以及气态吸附氧分子,计算结果表明在气态吸附氧硕上,第一个C-H的活化机理是吸附氧插入到C-H键形成与催化剂弱相互作用的乙醇的中间体;在端氧和桥氧上第一个C-H键活化的机理是活性硕的O夺取乙烷分子中的H原子形成催化剂表面的Mo(OH)(OC2H5)中间体。通过活化C-H键能垒值的比较,气态吸附氧较端氧与桥氧更容易使C-
6、H键活化。最后,以气态吸附氧硕作为反应硕点,研究了乙烷选择氧化生成乙烯和乙醛的反应路径。计算结果表明,含有两个钼氧双键的隔离Mo基催化剂更有利于乙烷选择氧化反应的进行。第一个C-H键活化的反应速率常数比含有一个钼氧双键的隔离Mo基催化剂的高三个数量级。此外,本硕硕还计算了低聚二体Mo基催化剂和Mo3O9催化乙烷选择氧化的反应过程。计算结果表明硅氧环负载的隔离Mo基催化剂更容易使反应进行。关键词:乙烷选择氧化,密度泛函理论,隔离Mo基催化剂,反应机理IITHEORETICALCALCULATIONOFSELECTIVEOX
7、IDATIONOFETHANEONISOLATEDMOLYBDENACATALYSTSAbstractInrecentyears,oilresourcesareincreasinglyscarce,andoilpricescontinuetorise.Atthesametime,lowcarbonalkanesinshalegasandnaturalgasareabundant,andtheireffectiveutilizationrateneedstobeimproved.Theselectiveoxidationo
8、fethaneinpetrochemicalindustryisofgreatpracticalandpotentialeconomicbenefits,andisachallengingtaskincatalyticresearchofcarbonbasedenergy.Thekeyanddifficultpoin
此文档下载收益归作者所有