Pd-Co@Pd核壳催化剂催化甲酸脱氢的机理研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mrchangmeng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氢能因具有来源广泛、能量利用率高、高效清洁等特点受到了广泛关注,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。然而,氢气的可控生产、存储和运输一直是氢能利用领域的一大挑战和瓶颈。甲酸拥有较高的H2储量(4.4 wt%),来源丰富,且室温下呈液态,能安全地存储和运输,因此被认为是一种最具有潜力的化学储氢材料。甲酸可以通过两条途径发生分解反应:通过脱羧基反应路径生成H2和CO2,以及脱羰基反应路径生成CO,由于CO会使催化剂中毒而失去活性,因此后者需要被严格控制。铂基催化剂是目前甲酸分解制氢非均相催化剂的主要活性组分,为了降低制造与使用成本以及进一步提高催化活性,寻求温和条件下具有高活性和高选择性的甲酸分解制氢催化剂是利用甲酸作为储氢材料的关键。研究表明通过调整催化剂的组分、形貌等方法对催化剂进行修饰改性,不仅可以有效地提髙非均相催化剂对甲酸分解的催化活性和稳定性,而且还可以很大程度减少副反应的发生,从而延长催化剂的寿命。本论文以Pd-Co合金组成的核壳体系(Pd-Co@Pd)为甲酸脱氢催化剂,利用周期性密度泛函理论(DFT),系统研究了甲酸在催化剂表面的分解机理,并讨论了核结构中Co引入的含量变化对催化剂活性与反应选择性的影响。基于第一性原理,我们系统的研究了甲酸在三种钯基的核壳催化剂Pdx Coy@Pd(111)(x:y=1:3,1:1和3:1)和纯Pd(111)表面的分解反应机理。通过HCOO、COOH和HCO三种中间产物,确定了可能的脱氢和脱水途径。结果表明,在Pd1Co3@Pd(111)和PdCo@Pd(111)表面,以COOH中间体为媒介的脱氢路径最为有利,而在Pd3Co1@Pd(111)和Pd(111)表面,则优先采取HCOO中间体为媒介的脱氢路径。尽管Pd-Co核中Co含量的增加不利于甲酸脱氢,但却有利于H-H耦合形成H2以及提高催化剂抗CO中毒的能力。因此,与纯Pd(111)相比,三种双金属PdxCoy@Pd催化剂展现了更好的催化活性和对产物H2+CO2的选择性,特别是PdCo@Pd(111)具有最好的HCOOH分解催化性能。计算结果表明,Pd-Co核中合适的Co组分对催化性能的调节具有重要作用,可为其它脱氢反应设计高性能的双金属核壳催化剂提供基础的理论指导。
其他文献
儿童在成长过程中由于其情绪调节能力有限,任何不利的环境因素以及父母教养方式都可能会加剧儿童的焦虑心理。儿童焦虑是儿童保持并延续一段时间的紧张、焦急、担忧等交织汇
目的:探讨辛伐他汀联合曲美他嗪治疗慢性充血性心力衰竭(CHF)的临床疗效。方法:选取某院确诊为CHF的81例患者纳入观察对象并随机分组,对照组40例患者给予常规治疗,治疗组41例患者
目的观察卡托普利联合百令胶囊对糖尿病肾病白蛋白尿的影响。方法入选患者60例,对照组给予卡托普利25 mg每日2次,口服6个月;治疗组在卡托普利25 mg每日2次口服基础上,给予百
伴随着我国经济步入新常态,保险“经济助推器”、“社会稳定器”的作用日益凸显。作为保险业经营主体的保险公司,其经营效率状况备受关注。自1995年起我国金融业开始实行分业
近年来,随着生活节奏的加快,高速与高效成为了人们普遍的追求。在移动互联网技术的推动下,短视频的出现迎合了人们“快看”的审美需求。于是我们看到,短视频应用成为当下热门的手机应用之一,不论是在路上,在家里,还是在办公空间,总有人沉浸在短视频中。短视频是当下这个时代的产物,带有鲜明的时代性,它的到来意味着当代艺术、审美、文化发生了怎样的改变?本文认为,作为一种新兴的泛网络文艺形态,短视频的兴起有力地反映
新常态下我国经济增速放缓,传统经济动力减弱,党十八大提出五大发展理念,其中“创新发展”居于首位,创新的重要性自然不言而喻,企业作为我国创新主体,其创新行为,在目前经济
目的:血细胞涂片镜检在临床工作中的重要性。方法对符合镜检标准的1568例本院住院和门诊患者进行外周血细胞涂片镜检。结果白细胞形态异常占197例,其中中性粒细胞毒性变化67例,