O_(2)、SO_(2)对As_(2)O_(3)在W-Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂表面吸附特性的影响:实验及理论模拟

摘要

采用实验及量子化学方法探究了O_(2)和SO_(2)对As_(2)O_(3)在W-Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂表面吸附特性的影响。实验结果表明,O_(2)促进了As_(2)O_(3)在催化剂表面的吸附,随着SO_(2)体积分数的增加,As_(2)O_(3)的吸附量表现出先升高后降低的趋势。为进一步探究烟气组分对气相砷吸附的影响机理,采用密度泛函理论(DFT)方法,模拟了预吸附不同气体后催化剂表面As_(2)O_(3)的吸附。结果表明,O_(2)对气相砷的促进影响主要归因于吸附氧的形成。预吸附的O原子明显增强了临近原子的吸附活性,而预吸附的O_(2)分子则主要通过提供吸附活性位点促进As_(2)O_(3)的吸附。SO_(2)在W-Cu/γ-Al_(2)O_(3)表面形成了SO_(4)^(2-)和HSO_(4)-,改变了基底表面的势场,从而促进了As_(2)O_(3)的吸附。随体积分数的进一步增加,SO_(2)与气相As_(2)O_(3)的竞争吸附作用增强,As_(2)O_(3)吸附量减少。