氮掺杂石墨烯负载金属双原子催化剂对合成气合成C_(2)氧化物性能调控

作     者：常泽海 王宝俊 凌丽霞 章日光 CHANG Zehai;WANG Baojun;LING Lixia;ZHANG Riguang

作者机构：太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(21736007) 

出 版 物：《化学反应工程与工艺》 (Chemical Reaction Engineering and Technology)

年 卷 期：2021年第37卷第6期

页      码：534-547页

摘      要：负载型金属催化剂的催化性能主要取决于金属活性中心的设计。本工作采用密度泛函理论计算研究了氮掺杂石墨烯(NC)负载不同金属活性中心,即同核双原子(Cu Cu@NC,Rh Rh@NC和Co Co@NC)和异核双原子催化剂(Cu Rh@NC,Rh Co@NC和Cu Co@NC)上合成气合成C_(2)氧化物反应。结果表明:6类双原子催化剂均具有较好的稳定性;CH_(x)生成活性顺序为Cu Rh@NC>Rh Co@NC>Cu Co@NC>Cu Cu@NC>Rh Rh@NC>CoCo@NC,CH_(x)生成选择性顺序为RhCo@NC>CoCo@NC>RhRh@NC>CuCo@NC>CuRh@NC>CuCu@NC。进一步,一旦生成有利CH_(x)中间体,CHO插入CH_(x)能够高活性高选择性地生成C_(2)氧化物。综合考虑催化活性和选择性,RhCo@NC是合成气合成C_(2)氧化物的最佳催化剂,Rh抑制甲醇形成,Co促进C—O键断裂生成CH_(x)。Rh和Co协同催化利于CH_(x)生成,并促进C—C链增长生成C_(2)氧化物。电子性质分析表明活性组分适中的电荷转移量有利于提高催化性能。在525 K下,从头算分子动力学(AIMD)模拟显示RhCo@NC催化剂具有高的热稳定性。

主 题 词：合成气 C_(2)氧化物 氮掺杂石墨烯 金属双原子催化剂 密度泛函理论 

学科分类：07[理学] 070304[070304] 0703[理学-化学类] 

D　O　I：10.11730/j.issn.1001-7631.2021.06.0534.14

馆 藏 号：203107978...