CaO表面CO对NO还原作用的实验与模型研究

循环流化床炉内石灰石脱硫对NOx排放产生影响,包括对挥发分氮氧化的催化作用以及对CO-NO还原的催化作用。利用固定床反应器对不同条件下CaO颗粒表面NO+CO的催化反应特性进行了探究。实验表明,无氧条件下,CaO能够显著催化CO还原NO,NO转化率与反应温度和CO浓度正相关,与NO浓度负相关.基于Langmuir-Hinshelwood机理建立了CaO催化NO+CO反应动力学模型,模型考虑了颗粒内、外扩散的影响.该模型适用于氧气浓度很低、CO浓度较高条件下。而在有氧气氛中,该反应受到明显抑制,且O2浓度越高,抑制作用越明显;当CaO周围氧气浓度远大于CO时,可忽略CaO对NO的催化还原作用。     

FC(O)O自由基与NO反应机理的理论研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G(d,p)基组水平上研究了FC(O)O自由基与NO反应的微观机理,全参数优化了反应过程中各反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,在CCSD(T)水平上计算了它们的能量,振动分析结果证实了中间体和过渡态的真实性,从对FC(O)O与NO的反应机理的研究结果看,FC(O)O与NO反应为4条反应通道多步反应过程,其反应的主要通道是FC(O)O+NO→M3→TS6→M5→FNO+CO₂,其主要产物是自由基FNO和CO_{2关键词： 密度泛函理论 反应机理 反应通道}     

煤燃烧中汞与氟化氢的反应机理研究

应用量子化学理论的不同方法和基组分别计算汞/氟体系中分子的几何结构、振动频率和反应焓变,并与美国国家标准技术局的实验数据相比较,以验证量子化学计算所用的理论水平和基组的有效性。在此基础上,应用量子化学从头计算研究了煤燃烧过程中汞与氟化氢的反应机理,优化得到反应物、过渡态和产物的几何构型,计算活化能,应用过渡态理论计算反应速率常数。计算得到的有关动力学参数为深入研究煤燃烧过程中汞的动力学模型提供了依据。     

挥发份的均相反应等对N_2O、NO生成影响的模拟与实验研究

用模拟和实验相结合的方法研究了挥发分的均相反应、温度等因素对N2O、NO生成与分解的影响。研究发现，挥发分主要通过分解反应影响N2O的排放量，而主要通过生成反应影响NO的排放量。与高挥发分煤混合燃烧时，不仅N2O生成量降低，氮生成N20的总体转化率也下降。N2O的经时特性要经历一个从生成到分解的过程。     

Au10催化CO氧化反应机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法研究了Au10团簇催化CO氧化反应的详细机理. 对CO、O2、O、CO2四种主要吸附物及CO+O2、CO2+O、CO+O和CO+O+O四种共吸附物的吸附行为进行计算, 得到最佳活性吸附位. 模拟反应分别按照Langmuir-Hinshelwood(LH)机理和Eley-Rideal(ER)机理进行, 其中LH机理包括L1、L2两条路径, ER机理包括E1、E2两条路径. 通过对各路径活化能比较得到: 首先CO+O2→CO2+O反应按照LH机理进行的可能性较大, 并且相比较L1、L2两条路径, 由于反应按照L1路径进行时只需克服33.9和56.4 kJ•mol-1的能垒, 所以反应更易按照L1路径进行, 最佳反应路径为O2(gas)+CO(gas)→O2(ads)+CO(gas)→O2(ads)+CO(ads)→OCOO(ads)→O(ads)+ CO2(ads); 然后CO+O→CO2反应分别克服6.9和4.3 kJ•mol-1能垒, 放热352.1 kJ•mol-1, 说明低温下吸附态的O原子很容易与CO反应生成第二个CO2分子.     

NO与SH自由基反应机理及动力学研究

为了探究深度调峰时,燃煤发电机组运行中氮组分与硫组分交互作用对硫组分演化的影响,研究了NO与SH自由基的详细反应机理.采用B3LYP/6-311++G(d,p)方法优化了SH自由基与NO反应路径上各个驻点的几何构型,并通过IRC验证了反应路径的正确性.在CCSD(T)/def2-TZVPP水平上对反应路径上各个驻点进行了能量计算,通过频率矫正和零点能矫正得到了反应在单重态和三重态上的势能面.计算结果表明,反应共有八条反应通道和三种可能产物,分别为P1(SN+OH)、P2(³SO+³NH)、P3(³S+HNO).其中通道(7)(R→³IM8→³IM9→P1)为该反应的优势通道,反应的主要产物为P1,根据传统过渡态理论与变分过渡态理论并结合隧道矫正计算了该反应通道在298～2000 K范围内的反应速率常数,在此温度范围内反应速率常数三参数拟合为k^CVT/Eckart=1.203×10^-2T^4.25exp(-108.2...     

CH2 CHF与臭氧反应机理的量子化学研究

用量子化学MP2方法 ,在 6 311++G(d ,p)基组水平上研究了烯烃CH2 CHF与臭氧反应的机理 ,对氟代乙烯臭氧化反应Criegee机理进行了系统的计算 ,全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型 ,在QCISD(T) / 6 311++G(d ,p)水平上计算了它们的能量 .并对它们进行了频率分析 ,以确定中间体和过渡态的真实性 .研究结果表明 ,氟代乙烯与臭氧反应沿Criegee机理是可信的、合理的 .同时研究还发现 ,就氟代乙烯与臭氧反应活性而言 ,其控制步骤的位垒较低 ,可以说氟代乙烯与臭氧反应活性较强 ,也就是说氟代乙烯对臭氧的损耗较大 .     

铁(Ⅱ)异腈配合物与三甲基胺氮氧化物氧原子转移反应动力学及其机理研究

在CH2 Cl2 介质中研究了铁 (Ⅱ )异腈配合物 [FeL5(CN) ]Br(1 ,L = CNCH2 Ph)和trans [FeL4(CN) 2 ] (2 ,L = CNCH2 Ph)等与氧原子转移试剂 (CH3) 3NO的反应动力学行为 ,研究结果表明 :配合物 1与 (CH3) 3NO反应遵从二级速率定律 ,反应速率 =k2 [铁异腈配合物 ]× [(CH3) 3NO]。反应的活化熵ΔS≠ 和活化焓ΔH≠ 分别为- 2 5 34± 1 67cal·(mol·K) - 1 和 1 2 71± 0 49kcal·mol- 1 ,而配合物 2不与氧原子转移试剂反应。认为反应以缔合机理进行。     

氟原子与反式1,3-丁二烯分子反应动力学的理论研究

在CCSD(T)／6-311g(d,p)／B3LYP／6-311g(d,p)的基础上对F原子与反式的1,3-丁二烯的反应体系进行了理论研究．计算中发现,这个反应体系有两个形成中间复合物的通道．同时,理论计算结果表明,在交叉分子束的实验中探测到的H原子是通过这两个形成长寿命的中间复合物的通道产生的．而通过同一个复合物通道,生成C2H3 C2H3F的速率要比生成氢原子的低,在交叉分子束实验中要探测到C2H3 C2H3F通道也是很困难的．理论分析的结果还表明, HF也可能是反应中的一个产物,它主要是通过直接抽取反应产生的．     

CO—N2O反应的相应及其动力学特征的蒙特卡罗模拟研究

用蒙特卡罗方法模拟研究了单晶表面上ＣＯ－Ｎ２Ｏ的催化反应，模拟结果表明：（１）在没有速控步骤和不考虑表面物种的脱附和扩散的条件下，仅当Ｘ∞＝ＸＮＯ时，反应才能连续稳定进行；引入ＣＯ的脱附后，反应的稳态窗口变为ＸＮＯ〈ＸＣＯ〈１．０，当同时引入ＣＯ和Ｎ２Ｏ的脱附时，反应的稳态窗口进一步增大为０〈Ｘ∞〈１．０，（２）假定反应的速控步骤为Ｎ２Ｏ的解离时，模拟得到Ｎ２Ｏ和ＣＯ的反应级数分别为＋１．１２和－     

脉冲电晕放电脱除NO化学反应动力学过程

采用非接触的色散荧光发射光谱和时间分辨光谱方法,在大气压条件下,对脉冲电晕放电脱除NO的化学反应动力学过程进行了实验研究。在该研究中,首先利用色散荧光发射光谱方法,得到纯NO气体脉冲电晕放电中各活性粒子的色散荧光谱,并对其进行归属,确定了各活性粒子的灵敏指纹跃迁谱线;在此基础上,通过测量NO气体放电过程中所产生的N+,O,N₂及NO分子的灵敏指纹跃迁谱线的时间行为特性,研究脉冲电晕放电脱除NO的化学反应机理。实验结果表明：在脉冲电晕放电过程中,NO分子首先与高能电子发生非弹性电离碰撞,变成NO+离子,随后NO+离子发生解离反应,形成N+离子和O原子;N+离子在向阴极运动过程中与电子碰撞结合成激发态N原子,继而和其他激发态N原子结合成为激发态N₂;而O原子则应与其它O原子结合成为O₂。由此建立了大气压条件下纯NO气体脉冲电晕放电脱除NO的化学反应动力学模型。     

SiH3与NO2反应机理的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6311G和高级电子相关耦合簇CCSD(T)/6311G方法计算研究了SiH3与NO2的反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析方法,对过渡态进行了验证.研究结果表明,SiH3与NO2是一多通道多步骤的反应,经过缔合,氢转移和离解等复杂过程,最终得到5种产物.     

Theoretical Study of Reaction Mechanism of 1-Propenyl Radical with NO

使用Gaussian 98程序包、在B3LYP/6-311++G**基组水平上对各物种进行全优化的基础上,用振动模式分析对1-丙烯基和NO反应的机理进行了充分阐明. 该反应体系共有7个反应通道和5组小分子最终产物,CH2O+CH3CN、CH2CHCN+H2O、CH3CHO+HCN、CH3CHO+HNC以及CH3CCH+HNO. 研究表明,反应通道C3H5￠+NO→IM1→TS1→IM2→TS2→IM3→TS3→CH3CHO+HCN在能量上是最为可行的.     

Interaction of NO with CO on Pd(100): ordered coadsorption structures and explosive reaction

An ordered mixed structure of c(3 × 2) is formed for a (NO + CO) coadsorption layer. The c(3 × 2) islands are considered to consist of equimolar NO and CO. The local fractional coverage (θ_NO + θ_CO) in the domain is estimated to be 0.33. Explosive production of CO₂ takes place in the c(3 × 2) islands. The vacancy requirement model is considered to be valid for the autocatalytic reaction. Since the reaction is not accompanied with any substrate reconstruction, the autocatalytic behaviour is attributed only to the formation of mixed islands. The desorption of N₂ follows, however, the second-order kinetics on Pd(100). As a result of the competition between NO and CO for the surface electrons, the CO-metal bond is weakened by the coadsorbed NO, which influences the explosive reaction. On the other hand, strengthening of the NO-metal bond is observed. When NO is in excess of CO, a p(3 × 2) structure coexists with the c(3 × 2) structure. The local coverage in the p(3 × 2) islands is estimated to be 0.33. In this coverage region, another path for the CO₂ production is available.     

CH3与NO2的反应

用时间分辨傅立叶红外光谱法和量子化学计算，研究了CH3自由基与NO2的基元反应．由248 nm激光光解CH3Br或CH3I得到CH3自由基．首次观测到了振动激发的产物OH、HNO和CO2．另一产物NO也被证实．由此确定了反应通道CH3O+NO，CH2NO+OH 和HNO+H2CO．其中CH3O+NO是主要的反应通道．还用CCSD(T)/6-311++G(df,p)//MP2/6-311G(d,p)的方法对上述通道的机理在理论上做了研究．理论计算的结果与实验观察相符．     

Adsorption behavior and reaction properties of NO and CO on Rh(1 1 1)

Reactions between NO and CO on Rh(1 1 1) surfaces were investigated using infrared reflection absorption spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and temperature-programmed desorption. NO adsorbed on the fcc, atop, and hcp sites in that order, whereas CO adsorbed initially on the atop sites and then on the hollow (fcc + hcp) sites. The results of experiments with NO exposure on CO-preadsorbed Rh(1 1 1) surfaces indicated that the adsorption of NO on the hcp sites was inhibited by preadsorption of CO on the atop sites, and NO adsorption on the atop and fcc sites was inhibited by CO preadsorbed on each type of site, which indicates that NO and CO competitively adsorbed on Rh(1 1 1). From a Rh(1 1 1) surface with coadsorbed NO and CO, N₂ was produced from the dissociation of fcc-NO, and CO₂ was formed by the reaction of adsorbed CO with atomic oxygen from dissociated fcc-NO. The CO₂ production increased remarkably in the presence of hollow-CO. Coverage of fcc-NO and hollow-CO on Rh(1 1 1) depended on the composition ratio of the NO/CO gas mixture, and a gas mixture with NO/CO ? 1/2 was required for the co-existence of fcc-NO and hollow-CO at 273 K.