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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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Zigzag煤焦表面异相还原N2O反应

DOI:

10. 13225 / j. cnki. jccs. 2017. 0228

作者(Author):

  • 钟俊
  • 高正阳
  • 丁艺
  • 余岳溪
  • 杨维结

关键词:

  • 煤焦
  • 异相还原
  • N2O
  • 热力学分析
  • 动力学分析
  • 摘要
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采用Zigzag型煤焦表面模型,利用量子化学密度泛函理论研究了煤焦异相还原N2O的反应机理。首先分析了Zigzag和Armchair碳基模型的差异本质,然后通过热力学分析和动力学分析研究了煤焦异相还原N2O的反应机理,最后对比分析了Zigzag和Armchair两模型计算结果。研究表明,煤焦异相还原N2O的反应包括吸附、还原及脱附3个过程,N2的脱附过程是整个反应的决速步。煤焦异相还原N2O的反应在循环流化床炉温范围内是可自发的放热反应,反应平衡常数大于105,可认为是单向反应。根据决速步理论,Zigzag模型下的反应活化能为66.28 k J/mol,阿累尼乌斯表达式为1.07×1014exp(-7 972.4/T),Armchair模型下的反应活化能为160.99 k J/mol,阿累尼乌斯表达式为3.99×1015exp(-19 364.0/T)。Zigzag模型下的还原反应活化能小,反应速率常数大,反应更为活跃。两模型计算差异主要是由于Zigzag模型存在未成对电子,化学性质活跃导致的。在涉及碳基反应的理论计算时,应充分考虑计算模型对反应过程研究的影响。

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