碳结构锯齿形边缘对SO2的催化氧化机制研究

利用多孔碳实现SO2脱除和高值资源化具有耗水少、吸附剂可循环等优点,是当前重要技术方向,探究SO2在碳材料纳米空间中的吸附转化机制是该技术的理论基础。前期研究表明O2存在的条件下,碳材料中SO2会被催化氧化形成SO3,但具体的吸附催化位点和氧化路径有待进一步研究。本文采用密度泛函理论计算了SO2碳材料锯齿形不饱和碳原子处的吸附和催化氧化路径,发现:SO2和O2在不饱和碳原子处发生化学吸附。当O2在不饱和碳原子处优先吸附时,SO2会与活化的O2反应生成SO3和化学吸附态的O;当SO2在不饱和碳原子处优先吸附时,O2会在S原子附近活化,活化后的O2会与SO2反应生成气相SO3、化学吸附态SO3。本文计算结果为用于硫资源化的高性能碳材料合成提供了理论指导。