2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物成分,近年來我國大面積霧霾天氣的出現(xiàn)與氮氧化物的大量排放有關(guān)。我國燃煤電站是NOx排放的主要源頭,因此對于燃煤過程中NOx的生成、遷移轉(zhuǎn)化機理研究具有重要實際意義。燃煤釋放NOx主要類型是燃料型氮,煤中燃料型氮的轉(zhuǎn)化反應(yīng)可分為揮發(fā)份析出階段和煤焦反應(yīng)階段。其中揮發(fā)份與NOx的同相反應(yīng)機理已經(jīng)較為明確,但煤焦與NOx的異相反應(yīng)機理在學術(shù)界仍沒有得到統(tǒng)一共識。
  本文從煤焦中氮的賦存形態(tài)入手,通過

2、構(gòu)建煤焦邊緣模型化合物,采用Mayer鍵級理論與過渡態(tài)理論來揭示煤焦氧化產(chǎn)生NO的微觀路徑;以及煤焦與NO發(fā)生還原的反應(yīng)過程。具體研究結(jié)果如下:
  第三章為了了解煤焦氧化反應(yīng)規(guī)律,揭示焦炭氮遷移轉(zhuǎn)化微觀機理,通過Mayer鍵級預測反應(yīng)過程,基于過渡態(tài)理論,在分子水平上研究了含吡啶氮的armchair煤焦邊緣模型在燃燒過程中產(chǎn)生前驅(qū)體HCN以及直接與O2反應(yīng)釋放NO分子的全過程,并計算得到了每一步反應(yīng)的反應(yīng)能量和活化能壘大小。研究

3、結(jié)果表明,含吡啶氮armchair煤焦模型化合物產(chǎn)生HCN的過程中N2-C4鍵和C1-C3鍵的Mayer鍵級最小,這兩個鍵最先斷裂后分離出HCN分子,該過程需要克服的能壘為451.671kJ/mol。而用相同模型與O2直接氧化產(chǎn)生NO的過程中,C1-N2的Mayer鍵級最小,中間體M1需要克服259.81kJ/mol的能壘形成中間體M2,中間體M2需要克服133.1kJ/mol的能壘,并最終析出NO分子。對上述兩過程進行能量對比發(fā)現(xiàn)所選

4、模型與O2直接發(fā)生異相反應(yīng)釋放NO氣體的過程更容易發(fā)生。
  第四章基于密度泛函理論和過渡態(tài)原理,使用DMOL3模塊在分子水平上研究了CO參與煤焦還原NO的反應(yīng)過程,并從能量和熱力學角度分析CO對煤焦還原NO是否具有促進作用。對每一步基元反應(yīng)尋找了過渡態(tài),計算得到了每一步反應(yīng)的焓變和活化能。對每個反應(yīng)從吉布斯自由能角度分析和能量對比發(fā)現(xiàn),zigzag型煤焦模型相對于armchair型煤焦模型具有更強的吸附能力,CO參與zigzag

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