摘 要: | 本研究基于密度泛函理论(DFT)计算揭示了化学链重整过程中LaFeO3载氧体的CH4部分氧化反应机理,通过系统研究CH4吸附活化、H2和CO形成以及氧扩散等基元反应步骤,构建了CH4部分氧化反应网络。研究发现,CH4发生逐步脱氢反应形成H原子,其中,CH3脱氢反应所需要克服的能垒(1.50 eV)最高,是CH4逐步脱氢反应的限速步骤。载氧体表面H2形成有两种路径,其中,H原子从O顶位迁移到Fe顶位,然后与另外O顶位的H原子成键形成H2分子是主要途径。由于其相对较低的能垒(1.27 eV),CO的形成过程较易发生。氧扩散需要克服1.35 eV的能垒,表明氧扩散过程需要在高温下进行且扩散速率较低。通过比较各基元反应能垒,发现H2形成是LaFeO3载氧体CH4部分氧化反应动力学的限速步骤,而H迁移是限制H
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