CCSD(T)/CBS法标定CO2和CH4转化为CH3COOH的活化能

作者：贺萌萌; 李文科; 刘晓强^*; 李美俊; 杨义; 周鑫玥

来源：四川理工学院学报(自然科学版), 2022, 35(02): 22-30.

• CO2
• CH4
• CH3COOH
• 活化能
• CCSD(T)/CBS
• 溶剂化效应

通过量化计算探索了CO2与CH4在无催化剂条件下直接转化为CH3COOH的反应机理。采用高精度CCSD(T)/CBS方法对CO2与CH4转化为CH3COOH进行基准研究，并预测了该反应决速步骤活化能为88.40 kcal/mol。为了减小计算花费，采用多种方法和不同基组对该反应的活化能进行了理论研究。计算结果表明B3LYP/aug‐cc‐PVQZ方法可靠、经济，该法所得活化能值(88.25 kcal/mol)与CCSD(T)/CBS获得的基准值一致。此外，探索了溶剂化效应和水辅助质子转移对该反应活化能的影响。研究发现隐性乙醚溶剂有利于该反应活化能的降低，而显性乙醚溶剂降低了该反应的活性。与此同时，计算结果表明水辅助质子转移能够促进该反应的进行，活化能为76.98 kcal/mol，与基准值相比降低了14.62%。研究结果为CO2与CH4共转化高附加值化学品提供了理论借鉴，并为其碳捕获与利用提供了一种新的研究思路。

• 单位
  四川轻化工大学; 中国石油大学（北京）