化學鏈燃燒中三種載氧體與CO反應的密度泛函研究.pdf

1、化學鏈式燃燒技術(CLC)是一種新穎的燃燒技術。該技術不僅能提高發(fā)電廠的熱效率，而且在CO2捕捉分離方面有著固有的低能耗優(yōu)勢，對CO2氣體的減排具有重要意義，因而逐漸成為能源清潔利用領域的研究重點?；瘜W鏈式燃燒反應是通過載氧體來完成氧的傳遞，因此載氧體本身的物理化學特性以及載氧體如何與燃料進行氧傳遞規(guī)律的揭示顯得尤為重要。本文采用量子化學密度泛函的理論方法研究了化學鏈式燃燒技術中燃料反應器中載氧體與燃料氣體的微觀反應機理。以CO作為燃料

2、，選取氧化鐵、氧化銅和氧化錳三種常見載氧體作為研究對象。研究表明，當CO分子分別靠近三種載氧體表面時，與表面金屬原子發(fā)生的相互作用最強，原因是CO中C原子的2p軌道與過渡金屬原子的3d軌道發(fā)生了雜化作用。對于CO分子在無氧條件下和載氧體發(fā)生相互作用生成CO2的反應機理則可以歸納為：首先，CO分子與載氧體表面的晶格氧發(fā)生相互作用，通過生成新的C-O鍵，形成二齒型碳酸鹽物種，該二齒型碳酸鹽物種是CO2的前驅(qū)物種，因此該物種的形成是氧化反應得