铈基氧化物脱除煤气中H_2S和Hg~0的理论研究
铈基氧化物脱除煤气中H_2S和Hg~0的理论研究【摘要】:煤的热解和气化是煤炭洁净利用的主要技术。H2S和Hg是热解和气化煤气中两种重要的污染物,对环境和后续煤化工过程都会产生不良
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ546.5;TQ133.3
【目录】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-12
- 第一章 绪论12-26
- 1.1 煤气中 H_2S 的脱除方法12-13
- 1.1.1 湿法脱硫12-13
- 1.1.2 干法脱硫13
- 1.2 煤气中 Hg 的脱除方法13-15
- 1.2.1 吸附剂脱汞14
- 1.2.2 催化氧化脱汞14-15
- 1.3 铈基氧化物脱除 H_2S 和 Hg~0的实验研究现状15-17
- 1.3.1 脱除 H_2S 的实验研究15-16
- 1.3.2 脱除 Hg~0的实验研究16
- 1.3.3 共脱除 H_2S 和 Hg~0的实验研究16-17
- 1.4 量子化学计算方法在脱除 H_2S 和 Hg~0的研究现状17-18
- 1.4.1 脱除 H_2S 的理论研究17
- 1.4.2 脱除 Hg~0的理论研究17-18
- 1.4.3 共脱除 H_2S 和 Hg~0的理论研究18
- 1.5 选题思路及研究目的18-19
- 1.5.1 选题思路18-19
- 1.5.2 研究目的19
- 1.6 研究内容19-21
- 本章参考文献21-26
- 第二章 理论基础26-34
- 2.1 密度泛函理论26-28
- 2.1.1 Thomas-Fermi 理论26
- 2.1.2 Hogenberg-Kohn 理论26-27
- 2.1.3 Kohn-Sham 方程27-28
- 2.2 交换关联势28-29
- 2.2.1 LDA 泛函28-29
- 2.2.2 GGA 泛函29
- 2.3 过渡态理论29-30
- 2.4 VASP 软件包30-31
- 本章参考文献31-34
- 第三章 氧化铈脱除 H_2S 的反应机理34-52
- 3.1 引言34-35
- 3.2 计算模型及方法35-37
- 3.2.1 计算模型35-36
- 3.2.2 计算方法36-37
- 3.3 H_2S、SH、S 和 H 在 CeO_2(110)表面的吸附37-40
- 3.3.1 H_2S 的吸附37-38
- 3.3.2 SH 的吸附38-39
- 3.3.3 S 和 H 原子的吸附39-40
- 3.4 H_2S 与 CeO_2(110)表面的反应机理40-42
- 3.5 H_2S、SH、S 和 H 在还原型 CeO_(2-x)(110)表面的吸附42-44
- 3.5.1 H_2S 的吸附42-43
- 3.5.2 SH 的吸附43
- 3.5.3 S 和 H 原子的吸附43-44
- 3.6 H_2S 与 CeO_(2-x)(110)表面的反应机理44-46
- 3.7 氧化铈脱硫过程的动力学分析46-47
- 3.8 氧化铈脱硫剂与其他脱硫剂的区别47
- 3.9 本章小结47-48
- 本章参考文献48-52
- 第四章 含 Cl 物种在氧化铈表面催化氧化 Hg~0的反应机理52-72
- 4.1 引言52-53
- 4.2 模型构建及计算方法53-54
- 4.2.1 模型构建53-54
- 4.2.2 计算方法54
- 4.3 含 Hg 物种在 CeO_2(111)表面的吸附54-57
- 4.3.1 Hg~0的吸附54-55
- 4.3.2 HgCl 的吸附55-56
- 4.3.3 HgCl_2的吸附56-57
- 4.4 含 Cl 物种在 CeO_2(111)表面的吸附57-59
- 4.4.1 Cl 原子的吸附57
- 4.4.2 HCl 的吸附57-58
- 4.4.3 Cl_2的吸附58-59
- 4.5 含 Cl 物种催化氧化 Hg~0的反应机理59-63
- 4.5.1 Cl_2催化氧化 Hg~0的反应机理59-61
- 4.5.2 HCl 催化氧化 Hg~0的反应机理61-63
- 4.5.3 Cl/Cl_2/HCl 催化氧化 Hg~0的比较63
- 4.6 Hg 物种在还原型 CeO_(2-x)(111)表面的吸附63-67
- 4.6.1 Hg~0的吸附63-65
- 4.6.2 HgCl 的吸附65-66
- 4.6.3 HgCl_2的吸附66-67
- 4.7 本章小结67-68
- 本章参考文献68-72
- 第五章 金属掺杂改性对氧化铈表面活性 O 脱除 Hg~0的影响72-88
- 5.1 引言72-73
- 5.2 模型构建及计算方法73-74
- 5.2.1 模型构建73
- 5.2.2 计算方法73-74
- 5.3 Hg~0在 CeO_2(111)表面的吸附及氧化74-78
- 5.3.1 Hg~0在不同 O 覆盖度表面的吸附74-75
- 5.3.2 HgO 在 CeO_2(111)及 CeO_(2-x)(111)表面的吸附75-77
- 5.3.3 Hg~0在表面的氧化机理77-78
- 5.4 Hg~0在 Mn/Fe 掺杂改性表面的吸附78-80
- 5.4.1 Hg~0在 Mn 掺杂表面的吸附78-79
- 5.4.2 Hg~0在 Fe 掺杂表面的吸附79
- 5.4.3 Mn/Fe 掺杂对 Hg~0吸附的影响79-80
- 5.5 HgO 在 Mn/Fe 掺杂改性表面的吸附80-83
- 5.5.1 HgO 在 MnCe 及 vMnCe 表面的吸附80-82
- 5.5.2 HgO 在 FeCe 及 vFeCe 表面的吸附82-83
- 5.6 Hg~0在 MnCe 表面的循环氧化机理83-84
- 5.7 本章小结84-86
- 本章参考文献86-88
- 第六章 金属掺杂改性对氧化铈共脱除 H_2S 和 Hg~0的影响88-100
- 6.1 引言88
- 6.2 模型构建及计算方法88-89
- 6.2.1 模型构建88-89
- 6.2.2 计算方法89
- 6.3 HgS 在 CeO_2(111)表面的吸附89-90
- 6.4 H_2S 在 Mn/Fe 掺杂改性表面的吸附90-93
- 6.4.1 H_2S 在 MnCe 表面的吸附90-91
- 6.4.2 H_2S 在 FeCe 表面的吸附91-92
- 6.4.3 表面掺杂改性对 H_2S 吸附的影响92-93
- 6.5 HgS 在 Mn/Fe 掺杂改性表面的吸附93-95
- 6.5.1 HgS 在 MnCe 表面的吸附93-94
- 6.5.2 HgS 在 FeCe 表面的吸附94-95
- 6.5.3 表面掺杂改性对 HgS 吸附的影响95
- 6.6 H_2S 和 Hg~0在 MnCe 表面的共脱除机理95-96
- 6.7 本章小结96-97
- 本章参考文献97-100
- 第七章 总结与展望100-104
- 7.1 全文总结100-101
- 7.2 创新点101
- 7.3 本文研究工作的不足和建议101-104
- 致谢104-105
- 攻读硕士学位期间发表的论文105
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