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、本文研究了V2O5單晶表面的丙烷氧化脫氫機(jī)理。文章從單晶模型催化劑入手研究丙烷氧化脫氫的分子水平機(jī)理是進(jìn)一步研究催化劑分散形態(tài),載體與催化劑相互作用及催化劑改進(jìn)和設(shè)計的基礎(chǔ)。首先考察了反應(yīng)物分子丙烷在表面的吸附性質(zhì)。V2O5單晶表面存在三種不同的O物種,分別為一配位(O(1))、二配位(O(2))和三配位(O(3))氧,計算表明丙烷在V2O5單晶表面只有非常弱的物理吸附,其中在O(2)處的吸附較O(1)和O(3)稍強(qiáng)。對于C-H鍵的活化

2、,從三種可能的機(jī)理入手,分別考察了不同氧物種對丙烷甲基和亞甲基上的C-H鍵的作用。計算結(jié)果顯示,在反應(yīng)的第一步,由分子態(tài)吸附的丙烷經(jīng)一個C-H鍵的斷裂生成表面吸附的丙基和羥基需要兩個氧原子的參與。這一過程包括C-H鍵的斷裂,表面C-O鍵的生成以及H原子的遷移。當(dāng)反應(yīng)在兩個相鄰的O(1)位發(fā)生時,H遷移過程沒有勢壘。當(dāng)反應(yīng)發(fā)生在兩個相鄰的O(2)位時,H遷移的勢壘也較小。因此反應(yīng)的決速步驟在于表面丙基的生成。比較這一步的反應(yīng)能壘,我們發(fā)現(xiàn)

3、生成異丙基的反應(yīng)總是比生成正丙基的反應(yīng)有利。從動力學(xué)角度看,O(1)位的反應(yīng)略微有利。這一步反應(yīng)的活化能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。第二步脫氫反應(yīng)的研究集中于異丙基脫氫生成丙烯。在O(1)位的脫氫由另一個O(1)完成,而O(2)位的脫氫由一個O(3)完成。與第一步脫氫相比,第二步脫氫在O(2)位的活化能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于O(1)位。綜合以上反應(yīng)機(jī)理,可以看出,丙烷在V2O5單晶表面的氧化脫氫反應(yīng)的決速步驟是斷裂第一個C-H鍵生成丙基的過程,但O(2)位更

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