钙和羟基影响焦炭还原N2O的量子化学研究

基于密度泛函理论(DFT),在M06-2X/6-311G(d)基组水平下，研究了钙和羟基在焦炭还原N₂O过程中的作用。采用了Zigzag焦炭模型及钙和羟基修饰后的焦炭模型对N₂O还原反应过程进行模拟。结果表明：整个反应过程分为三个阶段，N₂O的吸附、N₂的析出以及C(O)配合物的解吸，三种模型的决速步均位于C(O)配合物解吸阶段；动力学结果表明，随着反应温度升高，反应速率常数增大，温度升高对N₂O-C反应有促进作用；根据传统过渡态理论(TST)计算得到，原始Zigzag焦炭模型及钙和羟基修饰后的焦炭模型异相还原N₂O的反应活化能分别为450.1 kJ/mol, 420.4 kJ/mol和406.3 kJ/mol,表明钙和羟基对焦炭还原N₂O均有促进作用；钙和羟基促进焦炭还原N₂O反应的机理不同，钙吸附到焦炭表面，向焦炭转移电子使焦炭带有更多的负电荷，增加了焦炭边缘活性位点的反应活性，决速步的能垒降低，整个反应的放...