課題組楊家強博士微反應動力學方法研究摻雜SmMn2O5的NO氧化性能

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2018-01-29 14:01:45 作者: 所屬分類:科研亮點 閱讀:1356

微反應動力學方法揭示A位(La,Sr&Ba)摻雜的SmMn2O5的NO氧化性能提升機理

密度泛函理論(DFT)計算為催化反應的微觀機理研究提供了有利手段,但是其基于量子力學的分析手段難以耦合溫度,氣體分壓等真實反應條件,使得密度泛函理論研究始終難以實現實驗尺度的性能預測與分析。微反應動力學方法基于DFT計算和實際催化條件,建立近似實驗條件下耦合所有可能反應過程的催化反應模型。通過研究不同反應路徑反應速率對總反應速率的貢獻,擬合探針反應的活化能和反應級數的理論值,定量評估探針反應的過渡態以及吸附態的穩定性對反應速率影響,深度揭示實驗條件下催化活性來源。

基于我們過去的理論和實驗研究結果,我們建立了不摻雜和La,Sr&Ba摻雜的SmMn2O5的活性面上NO氧化的微反應動力學模型。我們發現,在不摻雜體系中,Mars-van Krevelen (MvK) 和Eley-Rideal (ER)反應機理分別主導高溫和低溫區NO氧化,其中吸附在晶格氧上的NO的脫附反應和Mn-Mn對上的吸附氧分解分別是MvK和ER機理速率決策步。Ba元素的摻雜正是活化晶格氧,降低吸附NO的脫附勢壘,實現NO氧化性能的提高。La和Sr的摻雜加速吸附氧分子的分解,實現了NO轉化活性的提升。這一工作為莫來石型氧化物的NO氧化性能的優化提供了重要理論依據。該部分研究工作發表在Journal of Catalysis上。

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