Pt(111)面乙腈催化加氫反應(yīng)的密度泛函理論研究.pdf

1、乙腈催化加氫的產(chǎn)物主要是乙胺類化合物(一乙胺、二乙胺、三乙胺)，這類化合物常用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、紡織、橡膠、塑料行業(yè)等，因而具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)乙腈加氫反應(yīng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)乙腈的綜合利用，而且有利于實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性和綠色化學(xué)。但是，該反應(yīng)主要生成三種胺類的混合物，選擇性較差。為了提高反應(yīng)的選擇性，需要對(duì)乙腈加氫反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理有清晰的認(rèn)識(shí)。目前，對(duì)于該反應(yīng)人們進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，但是理論研究卻很少。而Pt催化劑由于其(111)面具

2、有較低高的活性而備受關(guān)注，因此人們經(jīng)常會(huì)選擇Pt(111)表面作為催化劑去加速反應(yīng)進(jìn)行。為此，本論文采用密度泛函方法，對(duì)Pt催化劑上乙腈的吸附性質(zhì)和乙腈加氫生成乙胺的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了量子化學(xué)理論研究。經(jīng)過(guò)研究，得到主要結(jié)果如下：
　　(1)對(duì)CH3CN在Pt(111)面上的可能吸附構(gòu)型進(jìn)行研究，計(jì)算結(jié)果表明：CH3CN在Pt(111)面吸附的最穩(wěn)定構(gòu)型為bridge吸附。C–N鍵平行于金屬表面,并且表面Pt原子分別與相連的C原子和N

3、原子成鍵。表面Pt原子向CH3CN轉(zhuǎn)移部分電子，活化了CH3CN的碳氮鍵。
　　(2)對(duì)Pt(111)面上反應(yīng)的中間構(gòu)型進(jìn)行研究，計(jì)算結(jié)果表明：中間體N原子上加氫的吸附產(chǎn)物要比C原子加氫的吸附產(chǎn)物穩(wěn)定。并且隨著H原子的增加，反應(yīng)中間體的C–C鍵鍵長(zhǎng)分別逐漸伸長(zhǎng)，吸附能越來(lái)越小，當(dāng)生成CH3CH2NH2后吸附能最小。
　　(3)CH3CN加氫反應(yīng)，反應(yīng)中間構(gòu)型和H原子的共吸附研究中，可以得出：H原子在top位和fcc位的結(jié)構(gòu)較