理想与还原Fe2O3001表面上汞吸附协同催化CO分解作用

摘要

煤化学链燃烧必然释放汞,汞与载氧体表面相互作用,影响表界面的氧化还原反应.本文采用密度泛函理论计算,研究汞(Hg0)在理想表面(Fe2O3[001])和一系列被还原表面(Fe2O275、Fe2O25、Fe2O22s、Fe2O1625、Fe2O0.875、Fe2O0.375和Fe)的吸附,以及Hg0对Fe2O1.625、Fe2O0.875、Fe2O0.375和Fe等表面催化CO分解反应的协同作用机理.Hg0物理吸附在理想Fe2O3[001]表面.随着Fe2O3[001]表面不断被还原,Hg0发生化学吸附.Hg0吸附降低了CO与Fe2O3、Fe2O2.75、Fe2O2.5和Fe2O225等表面之间的相互作用,抑制O传递氧化CO为CO2的反应;载氧体进一步还原过程中,H90吸附促进了CO与Fe2O1.625、Fe2O0.875、Fe200.375及Fe等表面之间的相互作用,进而促进了表面对CO的催化分解反应,加速了载氧体表面的积碳,降低了化学链燃烧效率.因此,合理控制载氧体的还原程度既可以减弱H90的吸附,也可以抑制积碳的形成,这对化学链燃烧的操作优化至关重要.