Ru改性碳纳米管催化甲醇分解的密度泛函理论研究_中国煤炭行业知识服务平台

Ru改性碳纳米管催化甲醇分解的密度泛函理论研究

作者

任瑞鹏李云
单位

太原理工大学煤科学与技术教育部与山西省共建重点实验室
摘要

基于密度泛函理论,运用VASP软件计算了甲醇在Ru改性单壁碳纳米管（Ru/CNTs）表面分解的全部基元反应所涉及的吸附能、活化能和部分反应速率常数,探究了甲醇在该催化剂表面的分解机理。根据吸附能确定了各物种的最优吸附位;其中,COH、CH和C最优吸附位是bridgeRu-C（br1）位,其余物种的最优吸附位均为TopRu（T1）位。甲醇分解的第一步基元反应存在三条反应路径,即CH3OH→CH3+OH、CH3OH→CH2OH+H和CH3OH→CH3O+H;由活化能及反应速率常数分析可知,主反应路径为CH3OH→CH2OH→CHOH→COH→CO,即甲醇分解时其C—H键最易发生断裂,生成的CH2OH分子经连续脱氢最终生成CO.因此,Ru/CNTs催化甲醇分解的主产物是CO和H,且不易积碳。
关键词

甲醇分解催化剂Ru改性碳纳米管反应机理密度泛函理论反应路径
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(21776196,51778397)；
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