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钛改性对γ-Fe2O3选择催化还原脱硝性能强化机制的分子模拟研究 被引量：3
1
作者 周文波 牛胜利 +4 位作者 王栋 路春美 韩奎华 李英杰 朱英 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1224-1235,I0005,共13页
采用密度泛函理论(DFT)研究了典型过渡金属Ti掺杂改性对γ-Fe2O3选择催化还原(NH3-SCR)脱硝性能强化影响的作用机制。构建了单Ti和双Ti在γ-Fe2O3(001)表面的不同Fe位置的掺杂模型,计算了表面掺杂形成能,探讨了O2、NO和NH3分子在Ti掺杂... 采用密度泛函理论(DFT)研究了典型过渡金属Ti掺杂改性对γ-Fe2O3选择催化还原(NH3-SCR)脱硝性能强化影响的作用机制。构建了单Ti和双Ti在γ-Fe2O3(001)表面的不同Fe位置的掺杂模型,计算了表面掺杂形成能,探讨了O2、NO和NH3分子在Ti掺杂前后的γ-Fe2O3(001)表面的吸附特性,并进行了反应机理分析。结果表明,单Ti倾向于掺杂在八面体Feoct位,双Ti倾向于两个Feoct位。Ti的掺杂增强了催化剂表面对O2的吸附能力,吸附性能随Ti掺杂量增加而增强。单Ti和双Ti的掺杂都抑制了NO以N端在催化剂表面的吸附。Ti能够强化NH3的吸附,增强了Lewis酸位,有利于SCR反应。Ti的掺杂增大了NO2生成的反应能垒,降低了γ-Fe2O3低温区的SCR反应。Ti的掺杂抑制了NH和N的形成,避免了NH3的过度氧化,提高NH3的利用率,有利于SCR反应,并且抑制了通过E-R机理产生的N2O,具有良好的N2选择性。Ti的掺杂能够改善γ-Fe2O3在NH3-SCR中还原NO的性能。 展开更多
关键词 NH3-SCR Γ-FE2O3 钛掺杂 DFT
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γ-Fe_(2)O_(3)抗As_(2)O_(3)中毒能力的分子模拟 被引量：3
2
作者 周文波 牛胜利 +3 位作者 刘思彤 王栋 韩奎华 王永征 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3600-3609,共10页
采用密度泛函理论研究了γ-Fe_(2)O_(3)表面As_(2)O_(3)的吸附以及掺杂改性提高抗As_(2)O_(3)中毒性能的作用机理.计算了As_(2)O_(3)在完整以及O缺陷γ-Fe_(2)O_(3)(001)表面的吸附性能,包括吸附位点、吸附结构、吸附能、PDOS等.同时建... 采用密度泛函理论研究了γ-Fe_(2)O_(3)表面As_(2)O_(3)的吸附以及掺杂改性提高抗As_(2)O_(3)中毒性能的作用机理.计算了As_(2)O_(3)在完整以及O缺陷γ-Fe_(2)O_(3)(001)表面的吸附性能,包括吸附位点、吸附结构、吸附能、PDOS等.同时建立了Mo、Ti、Mg掺杂的γ-Fe_(2)O_(3)模型,探讨了助剂掺杂对抗砷中毒能力的作用机制,并考虑了掺杂量的影响.结果表明:As_(2)O_(3)倾向于以O端化学吸附在γ-Fe_(2)O_(3)(001)表面Feoct位,吸附过程发生强烈的相互作用和电荷转移.当表面存在O缺陷时,As_(2)O_(3)的吸附能得到提高.Mo、Ti、Mg倾向于掺杂在Feoct位,增强了对As_(2)O_(3)的吸附能力,并且增大Mo的掺杂量可以强化As_(2)O_(3)的吸附.As_(2)O_(3)倾向于与活性较强的Mo、Ti、Mg发生反应,从而保护活性Fe位不受砷中毒,Ti和Mg的掺杂还抑制了相邻Fe位对As_(2)O_(3)的吸附.Mo、Ti、Mg的掺杂还促进了催化剂表面对NH_(3)的吸附,增强了表面酸性强度,有利于SCR反应.Mo、Ti、Mg原子的掺杂有利于提高γ-Fe_(2)O_(3)催化剂的抗砷中毒性能. 展开更多
关键词 As_(2)O_(3) 吸附 γ-Fe_(2)O_(3) O缺陷 Mo、Ti、Mg掺杂 密度泛函理论
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α-Fe_(2)O_(3)(001)及其掺杂表面吸附As_(2)O_(3)机制的密度泛函理论
3
作者 刘思彤 牛胜利 +5 位作者 韩奎华 李英杰 王永征 路春美 王栋 朱英 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期20-28,共9页
为提高催化剂抗砷能力,采用密度泛函理论(DFT)方法研究As_(2)O_(3)在α-Fe_(2)O_(3)(001)表面的吸附行为以及掺杂Mo、Mn、Ni对α-Fe_(2)O_(3)(001)表面As_(2)O_(3)吸附行为的影响。建立As_(2)O_(3)在α-Fe_(2)O_(3)(001)表面吸附模型和M... 为提高催化剂抗砷能力,采用密度泛函理论(DFT)方法研究As_(2)O_(3)在α-Fe_(2)O_(3)(001)表面的吸附行为以及掺杂Mo、Mn、Ni对α-Fe_(2)O_(3)(001)表面As_(2)O_(3)吸附行为的影响。建立As_(2)O_(3)在α-Fe_(2)O_(3)(001)表面吸附模型和Mo、Mn、Ni掺杂的吸附模型,计算As_(2)O_(3)在催化剂表面的吸附能,分析成键态密度以及掺杂前后的As_(2)O_(3)在α-Fe_(2)O_(3)(001)表面的电荷布局。结果表明:这4种体系均发生电子转移,Mo掺杂活化了As_(2)O_(3)分子,使得As_(2)O_(3)倾向于吸附在Mo活性位点上,保护了Fe活性位点,增强α-Fe_(2)O_(3)抗砷中毒能力;Mn、Ni掺杂后As_(2)O_(3)反应活性低于掺杂前,抑制了As与掺杂剂的吸附,导致Fe位点更易中毒,不利于之后的NH 3-SCR反应。 展开更多
关键词 选择性催化还原脱硝 氧化铁 掺杂 氧化砷吸附 分子模拟
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