基于密度泛函理論研究Pd和Pd-γ-Al2O3上汞的吸附性能.pdf

1、汞是一種有害重金屬，具有揮發(fā)性、遷移性、生物累積性和神經(jīng)毒害性，能夠參與大氣循環(huán)，長(zhǎng)距離傳播，并以多種形式沉降，最后富集在食物鏈中，危害人類(lèi)身體健康和污染環(huán)境。在倡導(dǎo)人與自然和諧相處、保護(hù)環(huán)境的當(dāng)今社會(huì)，控制和減少汞的釋放具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題旨在研究脫汞吸附劑對(duì)汞的吸附機(jī)理，以期為新型高效汞吸附劑的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。
　　貴金屬鈀(Pd)具有強(qiáng)的脫汞能力，且在高溫下仍可保持較高的脫汞活性，同時(shí)易回收利用;但是，金屬Pd成本較

2、高，需要考慮第二金屬摻雜降低其成本。因此，本課題選取貴金屬Pd吸附劑作為研究對(duì)象，考慮載體、第二金屬摻雜對(duì)吸附劑脫汞能力的影響，研究了Pd和Pd/γ-Al2O3，及其第二金屬摻雜吸附劑上汞的吸附性能。
　　本課題構(gòu)建了各種Pd(111)表面模型，包括缺陷面（空位面和臺(tái)階面）、第二金屬摻雜面，研究Hgn(n=1～3)團(tuán)簇在這些表面上的吸附性能。同時(shí)構(gòu)建了負(fù)載型吸附劑Pd/γ-Al2O3和添加了第二金屬的PdM/γ-Al2O3(M=A

3、u、Ag、 Cu)表面模型，考察載體、第二金屬摻雜對(duì)Hgn(n=1～3)團(tuán)簇在負(fù)載型吸附劑上吸附行為的影響。單個(gè)汞原子和多個(gè)汞原子的吸附行為是不同的，本文還闡述了汞覆蓋度是如何影響吸附劑的脫汞能力的。本論文研究工作主要結(jié)論如下:
　　(1) Pd(111)的缺陷面（臺(tái)階和空位缺陷）對(duì)Hgn(n=1～3)團(tuán)簇的吸附性能優(yōu)于潔凈面，說(shuō)明缺陷位是汞的主要吸附位。
　　(2)汞覆蓋度低時(shí)，第二金屬M(fèi)的摻雜不影響Pd(111)表面對(duì)汞

4、的吸附能力;汞覆蓋度高時(shí)第二金屬添加可以提高Pd(111)表面對(duì)汞原子的分級(jí)吸附能力。
　　(3)汞覆蓋度會(huì)影響負(fù)載型吸附劑對(duì)汞的吸附能力。單個(gè)汞原子吸附時(shí)，載體不影響Pd/γ-Al2O3的汞吸附能力;而PdM/γ-Al2O3吸附劑的汞吸附能力受雙金屬團(tuán)簇與載體間相互作用的影響。高汞覆蓋度時(shí)，載體會(huì)削弱Pd/γ-Al2O3吸附劑的汞吸附能力;而PdM/γ-Al2O3吸附劑的汞吸附能力主要受雙金屬PdM團(tuán)簇本身的性質(zhì)的影響。