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利用第一性原理对稀燃氮氧化物捕集器自抑制效应微观机理的研究
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作者 李志军 刘铭礼 +3 位作者 李世龙 李振国 苏智阳 王学豹 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期17-25,共9页
为了进一步探究稀燃氮氧化物捕集器(LNT)中NO_(x)吸附和还原过程产生自抑制效应的微观机理,构建了LNT催化剂Pt—M(M=Pt,Pd)/γAl_(2)O(3)(100)构型的微观模型。根据第一性原理,计算了NO和CO在不同催化剂组合构型上的吸附过程及吸附构型... 为了进一步探究稀燃氮氧化物捕集器(LNT)中NO_(x)吸附和还原过程产生自抑制效应的微观机理,构建了LNT催化剂Pt—M(M=Pt,Pd)/γAl_(2)O(3)(100)构型的微观模型。根据第一性原理,计算了NO和CO在不同催化剂组合构型上的吸附过程及吸附构型,进行了电子结构分析,分析了贵金属组合和吸附构型对NO和CO吸附过程,电荷转移及成键的影响。计算结果表明:吸附构型对NO和CO在贵金属催化剂上的吸附强度影响显著,N/C-end构型是最稳定的吸附构型;NO和CO在贵金属催化剂上吸附成键过程相似,在催化位点数量有限时,催化剂上会发生NO与CO之间的竞争吸附,这是自抑制效应的主因;钯的加入会略降低NO在催化剂上的吸附强度,同时限制自抑制效应,提高还原过程效率。本研究为自抑制效应微观机理的完善提供了有效补充,为探究LNT催化剂的合理结构与组成提供了理论依据。 展开更多
关键词 稀燃氮氧化物捕集器 第一性原理 自抑制效应 竞争吸附 铂族催化剂
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Pd(111)与Pt(111)上NO氧化的第一性原理研究
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作者 李志军 曹飞 +3 位作者 王学豹 李世龙 张时杰 李振国 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期588-594,共7页
随着排放法规的日益严格,发动机的氮氧化物(NO_(x))后处理已成为当今研究的重点问题.针对目前可有效降低稀燃汽油机NO_(x)的稀燃氮氧化物捕集器中铂(Pt)和钯(Pd)两种贵金属之间的替换问题,进行了密度泛函理论(density functional theory... 随着排放法规的日益严格,发动机的氮氧化物(NO_(x))后处理已成为当今研究的重点问题.针对目前可有效降低稀燃汽油机NO_(x)的稀燃氮氧化物捕集器中铂(Pt)和钯(Pd)两种贵金属之间的替换问题,进行了密度泛函理论(density functional theory,DFT)计算研究.首先,对一氧化氮(NO)、氧气(O_(2))、二氧化氮(NO_(2))在两种催化剂(111)表面的吸附进行了研究,之后,在两催化剂表面对比研究了氧化过程中涉及的O_(2)解离与NO氧化两反应过程,揭示了NO在Pd与Pt催化剂上的氧化机理.结果显示:3种物质在催化剂表面的吸附强度为NO>O_(2)>NO_(2).氧覆盖度将会改变氮氧化物的最佳吸附构型,随着表面氧原子的增加NO会由三重空位式吸附转变为顶点吸附,NO_(2)会由μ-N,O-亚硝基吸附转变为硝基吸附.在O_(2)解离过程中Pt的催化能力优于Pd,但是两者对NO氧化的催化能力接近.在Pd和Pt表面反应限速步骤都是O_(2)的解离,Pd对O_(2)较弱的解离能力导致了其NO的转化效率低于Pt.氧覆盖度对氧化过程存在影响,通过电子结构分析发现,氧覆盖度的提升使催化剂与吸附物质之间的吸附能下降,这导致了反应由吸热变为放热,使催化可以自发进行.反应生成的NO_(2)需要1.00 eV以上的能量完成脱附,这在原子层面解释了NO_(2)对NO氧化反应的抑制作用. 展开更多
关键词 稀燃氮氧化物捕集器 第一性原理 铂族催化剂 一氧化氮氧化
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