基于密度泛函理论的燃煤飞灰未燃尽碳与烟气砷作用机理

基于密度泛函理论研究了燃煤飞灰中未燃尽碳(unburned carbon,UBC)组分对气态单质砷As及其氧化物AsO、AsO₂和As₂O₃的作用机理。结果表明,单质砷优先吸附于碳桥位,吸附能在(-5.95)-(-5.88)eV。AsO分子中的砷、氧原子分别与碳原子成键时,吸附构型最稳定,吸附能最低为-7.87eV。当AsO₂在未燃尽碳表面解离形成一个AsO和表面活性氧时,体系最稳定,吸附能为-10.65eV。当三角双锥As₂O₃分子以两个氧原子首先碰撞未燃尽碳表面时,将解离形成AsO和AsO₂小分子,并分别与表面碳成键,此时体系吸附能相较于未解离情形而言显著降低,达到-10.64eV。飞灰未燃尽碳与AsO或AsO₂小分子的结合较紧密,局部倾向于形成特殊的五元环结构。毒性最强的三价态砷As₂O₃,相较于As、AsO和AsO₂而言,化学性质稳定,不易...