煤燃燒中硒與錫的反應(yīng)機(jī)理量子化學(xué)研究.pdf

1、在燃燒源環(huán)境污染與防治研究領(lǐng)域中，繼二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等眾多污染物之后，燃煤過程中有毒痕量元素的排放污染問題已引起世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注，有關(guān)痕量元素及其化合物的排放控制研究已成為一個新興而前沿的研究領(lǐng)域。目前有關(guān)燃燒中痕量元素的研究主要集中在其富集分布規(guī)律、大氣中的遷移以及控制技術(shù)和取樣裝置等方面，較少深入到反應(yīng)機(jī)理這個層次上。對煤燃燒過程中痕量元素的動力學(xué)機(jī)理進(jìn)行研究，從本質(zhì)上揭示其與燃燒產(chǎn)物及其它物質(zhì)組分之間的相互作用規(guī)律

2、，可為尋求廉價、實用的有毒痕量元素控制方法奠定理論基礎(chǔ)。 本文以量子化學(xué)理論以及過渡態(tài)理論為基礎(chǔ)，從微觀角度研究了煤燃燒中硒和錫的一些有代表性的化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，進(jìn)行了有關(guān)熱力學(xué)和動力學(xué)參數(shù)的計算，并與實驗結(jié)果進(jìn)行了比較和分析。主要內(nèi)容如下： （1）采用量子化學(xué)從頭計算法研究了硒與氧所發(fā)生的三個反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。MP2/SDD水平上優(yōu)化了反應(yīng)物、過渡態(tài)、中間體和產(chǎn)物的幾何構(gòu)型。在同一水平上計算了能量，同時進(jìn)行零點能校正，并

3、且計算出反應(yīng)的熱效應(yīng)、熵變、活化能和絕對速率常數(shù)。同時得到了各駐點分子的等電子密度三維示意圖，進(jìn)行了布居數(shù)分析，從微觀上闡明了反應(yīng)中各分子的性質(zhì)以及反應(yīng)的機(jī)理。 （2）采用量子化學(xué)從頭計算MP2方法，在SDD基組水平研究了煤燃燒過程中錫與氧和錫與二氧化碳兩個反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理，優(yōu)化得到反應(yīng)物、過渡態(tài)、中間體和產(chǎn)物的幾何構(gòu)型。在同一水平上計算能量，同時進(jìn)行零點能校正，并以此能量計算活化能和反應(yīng)熱效應(yīng)。采用經(jīng)典過渡態(tài)理論計算反應(yīng)速率常數(shù)