利用密度泛函理论,研究了焦炭催化作用下CO还原NO的化学反应机理,优化得到了均相反应路径以及在Zigzag和Armchair型焦炭表面上的异相反应路径中所有驻点的几何构型与能量,并对三条反应路径进行了动力学分析。结果表明,均相NO还原反应的活化能为254.0620kJ/mol,而Zigzag型与Armchair型焦炭表面NO异相还原反应的活化能分别为86.94与52.1620kJ/mol,说明焦炭在NO还原反应中能够起到催化作用。在焦炭表面进行的CO还原NO的反应路径经历N2形成、N2释放及两步CO2释放四个阶段,最终生成一个N2分子与两个CO2分子。此外,通过对比不同路径下异相反应的能量变化与动力学参数可知,焦炭表面结构对NO还原反应特性存在较大影响;与Zigzag型焦炭表面相比,基于Armchair型焦炭表面的NO还原反应决速步能垒值更低且反应速率更快,表明在Armchair型焦炭表面上的NO还原反应更易进行。

国家重点研发计划（2016YFB0600701）；新疆兵团科技项目（2019GY05）资助~~；

1 实验部分
1.1 模型选择
1.2 计算方法
2 结果与讨论
2.1 均相反应
2.2 焦炭催化异相反应
2.2.1 Zigzag型焦炭催化异相反应(路径1)
2.2.2 Armchair型焦炭催化异相反应(路径2)
2.3 反应动力学分析
3 结 论

许紫阳,岳爽,王春波,刘瑞琪.焦炭催化CO还原NO的反应机理研究[J].燃料化学学报,2020,48(03):266-274.