V-ZSM-5催化分解氮氧化物反應(yīng)機(jī)理的密度泛函理論研究.pdf

1、隨著全球工業(yè)化的飛速發(fā)展，大氣污染日益嚴(yán)重，氮氧化物作為主要的大氣污染物之一，如何有效降解氮氧化物受到人們的廣泛關(guān)注。本文在總結(jié)前人實(shí)驗(yàn)和理論研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用泛函密度理論(DFT)方法研究了NO在釩改性ZSM-5分子篩上直接催化分解和氨選擇性催化還原降解的兩種催化處理方法。
　　首先，本文著重研究了NO分子在[VO]活性位點(diǎn)上的吸附行為，包括NO的N端吸附（(κ)1-NO），O端吸附((κ)1-ON)和平行吸附模式((κ)2-

2、NO)，計(jì)算結(jié)果表明NO在[VO]上的吸附主要以N端為主。接著本文分別考察了NO在[VO]活性位點(diǎn)上的直接催化分解反應(yīng)機(jī)理，得出了最佳分解路徑。結(jié)果表明，NO直接分解過(guò)程中經(jīng)過(guò)產(chǎn)生中間體N2O的過(guò)程，而且生成N2O過(guò)程活化能(0.51 eV)較低，說(shuō)明N2O的生成相對(duì)容易。隨著N2O的分解，NO被分解成N2和O2。這個(gè)過(guò)程控速步為O2的脫附過(guò)程，脫附能為2.65eV。為考察不同的活性位點(diǎn)在NO直接催化分解中的作用，本文進(jìn)一步考察了NO在

3、[V]活性位點(diǎn)上的直接催化分解反應(yīng)機(jī)理，得出了最佳分解路徑。結(jié)果表明，N2O在[V]活性位點(diǎn)上形成過(guò)程活化能(2.06 eV)較在[VO]活性位點(diǎn)上形成過(guò)程活化能大，吸附態(tài)O2在V上形成過(guò)程活化能(4.57 eV)較[VO]活性位點(diǎn)上O2的脫附能(2.65 eV)大。
　　隨后，本文系統(tǒng)地考察了V-ZSM-5分子篩催化劑的氨選擇性催化還原(NH3-SCR)催化性能。NH3分子與吸附態(tài)的NO反應(yīng)后生成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物NH2NO和新的