γ-Fe2O3表面HCl对汞的吸附和氧化机理研究

摘要

本研究采用密度泛函理论(DFT)研究了在γ-Fe2O3表面HCl对Hg0的吸附和催化氧化的作用机制.构建了Hg0、HCl、HgCl和HgCl2在γ-Fe2O3(001)表面的吸附模型,分析了HCl对γ-Fe2O3表面催化氧化Hg0的作用机理,并通过反应路径的能量分布测定,研究了γ-Fe2O3表面Hg0的氧化过程.结果表明,Hg0倾向于化学吸附在γ-Fe2O3(001)表面Feoct位.HCl在催化剂表面进行解离吸附,形成吸附态Cl和羟基,从而促进Hg0的吸附.HgCl以分子形式化学吸附在 γ-Fe2O3(001)上,并作为Hg0氧化过程的中间体.HgCl2倾向在γ-Fe2O3表面上的平行吸附.同时,HCl在γ-Fe2O3(001)上氧化Hg0遵循L-H机理,即化学吸附的Hg0与解离吸附的HCl反应,且HCl对Hg0的非均相氧化通过两步反应途径进行,即Hg0(ads)→HgCl(ads)→HgCl2(ads).