以CeO_(2)为载体的Fe基载氧体与CO反应机理模拟

作     者：穆林 孙萌 张彬 尚妍 东明 陈建标 霍兆义 MU Lin;SUN Meng;ZHANG Bin;SHANG Yan;DONG Ming;CHEN Jianbiao;HUO Zhaoyi

作者机构：大连理工大学能源与动力学院海洋能源利用与节能教育部重点实验室辽宁大连116024 南京工业大学能源科学与工程学院江苏南京211816 辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52176179) 江苏省高等学校自然科学研究资助项目(21KJB470004) 

出 版 物：《洁净煤技术》 (Clean Coal Technology)

年 卷 期：2024年第30卷第2期

页      码：114-122页

摘      要：化学链燃烧技术是一种新型的近“零碳”排放燃烧技术,载氧体在化学链燃烧反应过程中发挥着载氧和传热的双重作用。以活性催化组分为载体,通过调谐微观结构提高Fe基载氧体的反应性能是目前化学链领域的研究热点之一。基于密度泛函理论,以CeO_(2)为活性催化载体,对Fe基载氧体进行催化调谐。通过优化构建组合物模型,系统分析了组合物模型中Fe_(2)O_(3)团簇不同点位吸附CO的态密度、吸附能、差分电荷密度和活化能等电子结构特性参数。研究结果表明,Fe_(2)O_(3)团簇的电子向CeO_(2)(111)表面转移,Fe_(2)O_(3)团簇的吸附能为-3.92 eV,Fe2O3团簇与CeO_(2)(111)表面稳定结合;态密度(DOS)分析发现负载后的Fe_(2)O_(3)团簇p和d轨道在-8~0 eV电子向费米能级方向迁移,表明吸附作用增强。Fe_(2)O_(3)团簇p和d轨道中电子减少,现存电子向高能级跃迁,Fe_(2)O_(3)团簇电子活性增强,CO分子在Fe_(2)O_(3)/CeO2复合载氧体的Fe_(2)O_(3)团簇3个吸附位反应的活化能均降低。此外,CeO_(2)(111)增强了CO在Fe_(2)O_(3)团簇Fe顶位的吸附作用,吸附能由-0.33 eV增至-1.78 eV;同时,削弱了在O顶位的过强吸附作用,吸附能由-2.69 eV降至-2.32 eV,有利于后期CO_(2)分子脱离Fe_(2)O_(3)团簇表面,从而有效调谐Fe2O3团簇整体对CO的吸附效果,为Fe基载氧体的设计制备和优化调谐提供理论指导。

主 题 词：Fe基载氧体 CeO_(2)载体 密度泛函理论 一氧化碳 催化 

学科分类：081702[081702] 080702[080702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.13226/j.issn.1006-6772.YS24020201

馆 藏 号：203126717...