基于密度泛函理论的2-乙基蒽醌在Pd催化剂上的加氢机理

采用密度泛函理论方法研究了2-乙基蒽醌(eAQ)和H₂分子在Pd(111)催化剂上的吸附行为。结果表明，eAQ平行吸附在Pd(111)表面，金属Pd转移了部分电子给eAQ;H₂分子在Pd(111)面上发生了解离吸附，且解离能垒较低，表明金属Pd具有较强的H₂催化解离能力。在此基础上，根据eAQ的Fukui(0)指数和前线轨道等电子结构性质分析，研究了eAQ加氢机理，提出了eAQ加氢生成2-乙基蒽氢醌(eAQH₂)的2条可能的反应路径，路径1是H自由基先进攻离乙基近的羰基O原子，路径2是H自由基先进攻离乙基远的羰基O原子。研究发现，Pd催化剂催化蒽醌加氢选择性较高的原因，一是与eAQ自身电子结构性质相关，二是生成副产物的反应能垒远高于主反应。