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化学链过程中Cu低浓度掺杂改性Fe-基载氧体反应性能:实验与理论模拟
被引量：
5
1
作者
袁妮妮
白红存
+2 位作者
安梅
胡修德
郭庆杰
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期5294-5302,共9页
基于热重实验(TGA)和密度泛函理论(DFT)计算,对Cu低浓度掺杂Fe2O3载氧体(Cu-Fe2O3)与H2在化学链燃烧过程中反应活性和微观分子反应机理进行研究。TGA结果显示,Cu低浓度掺杂降低Fe2O3载氧体与H2反应表观活化能Ea(从83.9kJ/mol降低至72.3k...
基于热重实验(TGA)和密度泛函理论(DFT)计算,对Cu低浓度掺杂Fe2O3载氧体(Cu-Fe2O3)与H2在化学链燃烧过程中反应活性和微观分子反应机理进行研究。TGA结果显示,Cu低浓度掺杂降低Fe2O3载氧体与H2反应表观活化能Ea(从83.9kJ/mol降低至72.3kJ/mol),因此,低浓度Cu掺杂由于原子尺度Cu掺杂缺陷的引入的确提高了Fe2O3载氧体转化率和晶格氧释放速率。DFT计算从分子水平证实Cu低浓度掺杂改变了Fe2O3载氧体与H2反应路径,路径分析表明,Cu掺杂使Fe2O3载氧体与H2反应能垒从2.30eV分别降低至1.81eV(Fe原子top位反应)和1.68eV(Cu原子top位反应),Cu掺杂的Fe-基载氧体的氢还原反应优先发生在掺杂的Cu原子位,其次为Fe原子位。此外,计算结果表明,因Cu-O和Cu-Fe键的引入,低浓度Cu掺杂改变了Fe2O3载氧体微观结构,这对于载氧体的晶格氧快速释放是有利的。
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关键词
化学链
CU掺杂
fe-基载氧体
氢
微观结构
计算化学
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职称材料
基于K_(3)FeO_(4)负载的Fe-基载氧体反应性能模拟研究
被引量：
1
2
作者
穆林
张彬
+4 位作者
张虎
吴迪
赵亮
尹洪超
东明
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期1147-1154,共8页
本研究以密度泛函理论为基础,通过态密度、吸附能和活化能等电子结构性质,研究尖晶石结构的K_(3)FeO_(4)对Fe基载氧体反应性能的影响。结果表明,K_(3)FeO_(4)负载到α-Fe_(2)O_(3)(001)表面后,α-Fe_(2)O_(3)(001)表面微观电子结构发生...
本研究以密度泛函理论为基础,通过态密度、吸附能和活化能等电子结构性质,研究尖晶石结构的K_(3)FeO_(4)对Fe基载氧体反应性能的影响。结果表明,K_(3)FeO_(4)负载到α-Fe_(2)O_(3)(001)表面后,α-Fe_(2)O_(3)(001)表面微观电子结构发生改变,表面的Fe-O键长伸长,O-p轨道电子朝更高能级方向跃迁,氧原子电子活性提高。负载后,在三个晶格氧位处,CO与表面晶格氧反应的能垒均表现出降低趋势。这是因为负载K_(3)FeO_(4)能够提高表面氧原子活性,Fe-O键伸长使得断键更加容易,所需能量更小;此外,CO与K_(3)FeO_(4)中活性较强的氧原子成键,也与O_(2)位原子形成新的C−O键,以双齿碳酸盐形式吸附在表面α-Fe_(2)O_(3)(001),进而释放并生成CO_(2)。
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关键词
密度泛函
fe-基载氧体
K_(3)FeO_(4)掺杂
化学链燃烧
分子结构
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职称材料
题名
化学链过程中Cu低浓度掺杂改性Fe-基载氧体反应性能:实验与理论模拟
被引量：
5
1
作者
袁妮妮
白红存
安梅
胡修德
郭庆杰
机构
宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期5294-5302,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFB0605401)
国家自然科学基金项目(21868025)
+1 种基金
宁夏回族自治区重点研发计划(重大科技项目)(2018BCE01002)
宁夏高等学校一流学科建设项目(NXYLXK2017A04)。
文摘
基于热重实验(TGA)和密度泛函理论(DFT)计算,对Cu低浓度掺杂Fe2O3载氧体(Cu-Fe2O3)与H2在化学链燃烧过程中反应活性和微观分子反应机理进行研究。TGA结果显示,Cu低浓度掺杂降低Fe2O3载氧体与H2反应表观活化能Ea(从83.9kJ/mol降低至72.3kJ/mol),因此,低浓度Cu掺杂由于原子尺度Cu掺杂缺陷的引入的确提高了Fe2O3载氧体转化率和晶格氧释放速率。DFT计算从分子水平证实Cu低浓度掺杂改变了Fe2O3载氧体与H2反应路径,路径分析表明,Cu掺杂使Fe2O3载氧体与H2反应能垒从2.30eV分别降低至1.81eV(Fe原子top位反应)和1.68eV(Cu原子top位反应),Cu掺杂的Fe-基载氧体的氢还原反应优先发生在掺杂的Cu原子位,其次为Fe原子位。此外,计算结果表明,因Cu-O和Cu-Fe键的引入,低浓度Cu掺杂改变了Fe2O3载氧体微观结构,这对于载氧体的晶格氧快速释放是有利的。
关键词
化学链
CU掺杂
fe-基载氧体
氢
微观结构
计算化学
Keywords
chemical looping
Cu-doped
fe-
based oxygen carrier
hydrogen
micro-structure
computational chemistry
分类号
TQ530.11 [化学工程—煤化学工程]
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职称材料
题名
基于K_(3)FeO_(4)负载的Fe-基载氧体反应性能模拟研究
被引量：
1
2
作者
穆林
张彬
张虎
吴迪
赵亮
尹洪超
东明
机构
大连理工大学能源与动力学院
出处
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期1147-1154,共8页
基金
国家自然科学基金(52176179)资助。
文摘
本研究以密度泛函理论为基础,通过态密度、吸附能和活化能等电子结构性质,研究尖晶石结构的K_(3)FeO_(4)对Fe基载氧体反应性能的影响。结果表明,K_(3)FeO_(4)负载到α-Fe_(2)O_(3)(001)表面后,α-Fe_(2)O_(3)(001)表面微观电子结构发生改变,表面的Fe-O键长伸长,O-p轨道电子朝更高能级方向跃迁,氧原子电子活性提高。负载后,在三个晶格氧位处,CO与表面晶格氧反应的能垒均表现出降低趋势。这是因为负载K_(3)FeO_(4)能够提高表面氧原子活性,Fe-O键伸长使得断键更加容易,所需能量更小;此外,CO与K_(3)FeO_(4)中活性较强的氧原子成键,也与O_(2)位原子形成新的C−O键,以双齿碳酸盐形式吸附在表面α-Fe_(2)O_(3)(001),进而释放并生成CO_(2)。
关键词
密度泛函
fe-基载氧体
K_(3)FeO_(4)掺杂
化学链燃烧
分子结构
Keywords
density functional theory
fe-
based oxygen carrier
K_(3)FeO_(4)doping
chemical looping combustion
molecular structure
分类号
TQ530 [化学工程—煤化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
化学链过程中Cu低浓度掺杂改性Fe-基载氧体反应性能:实验与理论模拟
袁妮妮
白红存
安梅
胡修德
郭庆杰
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于K_(3)FeO_(4)负载的Fe-基载氧体反应性能模拟研究
穆林
张彬
张虎
吴迪
赵亮
尹洪超
东明
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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