Pd3M(M=Au,Fe)表面CO2还原至甲酸、甲烷和甲醇的理论研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:TCH376854850
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
二氧化碳(CO2)作为主要温室气体,对它的收集和再利用已经成为目前研究的热点。电催化还原CO2因其反应条件相对温和,如果与太阳能、地热能等清洁能源联用,则可以实现真正意义上的碳循环而成为研究热点。在电催化CO2的材料中,金属铜(Cu)因其能够得到可观产率的碳氢产物而备受关注,但它的高过电位和低选择性使其无法满足高效催化条件。与此同时,由其他过渡金属形成的合金被报道具有高选择性和低过电位的优异性能。但如果采用传统“合成-测试”模式的催化剂筛选技术耗时耗力,而辅以建立在高速计算机基础上的理论计算手段能够大大加快研发速度。基于上述现实,本论文利用密度泛函理论方法研究钯-金(Pd-Au)、钯-铁(Pd-Fe)二元合金体系表面CO2还原为甲酸、甲烷以及甲醇的热力学路径,计算结果表明:CO2在Pd-Au上还原为甲酸有两种可能的热力学路径,总反应的吉布斯自由能为0.46 eV,电势决定步骤是CO2→COOH*(*表示中间体),反应的标准电极电势为0.89 V;CO2还原为甲烷有三种可能的热力学路径,总反应的吉布斯自由能为-0.98 eV,电势决定步骤是CO2→COOH*,反应的标准电极电势为0.89 V;CO2还原为甲醇有两种可能的热力学路径,总反应的吉布斯自由能为0.44 eV,电势决定步骤是CO*→CHO*,反应的标准电极电势为1.21 V。CO2在Pd-Fe上还原为甲酸有两种可能的热力学路径,总反应的吉布斯自由能为0.71 eV,电势决定步骤是CO2→OCHO*,反应的标准电极电势为0.46 V;CO2还原为甲烷有三种可能的热力学路径,总反应的吉布斯自由能为-1.87 eV,电势决定步骤是CO*→CHO*,反应的标准电极电势为0.81 V;CO2还原为甲醇有两种可能的热力学路径,总反应的吉布斯自由能变化为-0.15 eV,电势决定步骤是CO*→CHO*,反应的标准电极电势为0.81 V。以上研究的结果揭示了Pd-Au和Pd-Fe合金催化剂表面CO2被催化还原的可能性和优势路径对应的电极电势,对指导实验中钯基合金催化剂的设计提供一定的理论依据。
其他文献
自20世纪80年代以来,我国土地利用方式发生巨大变化,传统粮食作物种植面积不断降低,而以果树、蔬菜等为主的高投入,高产出的园艺作物种植面积不断扩大。陕西秦岭北麓的周至、
目前关于固体表面浸润性的工作已经有了比较系统的研究,但是对于气体在固体表面上的研究近年来才引起人们的广泛关注。现有文献所报道的这些水下超亲气或者超疏气的表面已经在很多方面都有潜在的应用,例如超亲气电极、超疏气电极、气泡的定向运输以及气体的收集等等。但是这些工作往往局限于控制单一表面浸润性的研究,能够实现智能调控的材料还很少。因此,在本论文中提出通过智能修饰和添加表面活性剂的方法,在固体表面上实现了
随着科学技术的发展,触觉反馈技术在生活中得到了广泛的应用,特别是在遥感操作、游戏、医疗等方面触觉反馈技术有着广阔的前景。在各种触觉再现方法中,电触觉由于刺激灵活、
[目的]本课题研究火绒草甲醇提取物中咖啡酸乙酯、芹菜素、小檗碱、槲皮素等药效成分在大鼠体内的吸收、分布、代谢及排泄(absorption,distribution,metabolism,elimination,
在“亚洲—太平洋”的地缘战略意义逐渐得到提升的背景下,这一地区的领土领海争议与大国战略竞争等传统安全挑战依旧突出,而等非传统安全挑战也使这一地区的安全环境日趋复杂
背景:胰岛素抵抗(Insulin resistance,IR)是肌肉组织和脂肪组织对胰岛素作用反应性降低的一种状态。IR是2型糖尿病的发病基础,同时也是肥胖、高血脂、高血压和动脉粥样性硬化
磁控溅射技术相对于其他成膜技术具有无法比拟的优良性能,比如沉积速度快、温度低、环保等优良的性能,因此该技术得到了广泛的应用,但是磁控溅射技术制备特定功能纺织品对基材有一定的选择性,另外,制备的纺织品的稳定性还有待提高。因此,本工作将磁控溅射技术和纺织品联系在一起,利用磁控溅射技术制备功能性纺织品,使纺织品具有一些独特的性能比如电磁屏蔽、导电、紫外防护、抑菌等性能。然后通过前后整理的方法,拓宽了磁控
本文主要研究大同盆地石炭-二叠纪以来的的构造热演化特征。在研究过程中,通过野外观察、资料收集、文献调研来逐步摸清并整理研究区的构造背景、地层沉积、断裂及岩浆活动、地温场变化等特征;然后利用盆地模拟技术来恢复大同盆地及其西侧大同煤盆的埋藏史,通过两个盆地埋藏史的对比,并结合平衡剖面技术来具体分析大同盆地的构造演化特征;最后通过盆地埋藏史和盆地地温场的数据恢复大同盆地的热演化过程。大同盆地从石炭-二叠
[目的]探讨中毒严重度评分(poison severity score,PSS)联合肌钙蛋白Ⅰ(cardiac troponin,cTnI)在预测急性乌头碱中毒(acute aconitine poisoning,AAP)致心律失常中的价值,为
静脉血栓栓塞症(venous thromboembolism,VTE)主要包括肺栓塞(pulmonaryembolism,PE)及深静脉血栓形成(deep vein thrombosis,DVT)两类疾病。随着对该疾病的认识与诊断技术的