Ru掺杂对Fe催化剂上酚类化合物加氢脱氧影响的密度泛函理论研究

作者：程琪; 聂小娃^*; 郭新闻

来源：分子催化, 2022, 36(02): 145-161.

DOI：10.16084/j.issn1001-3555.2022.02.006

• 酚类加氢脱氧
• Ru掺杂Fe催化剂
• 芳烃
• 密度泛函理论
• 反应机理

采用密度泛函理论(DFT)计算研究了苯酚、邻甲酚、愈创木酚在不同结构Ru-Fe(211)表面上吸附活化性能和加氢脱氧反应路径.结果表明, Ru掺杂能促进H2分子在Fe(211)表面上解离,提高加氢脱氧反应速率.酚类在1Ruads-Fe(211)表面上吸附比在1Rusub-Fe(211)表面上更稳定,苯酚和邻甲酚脱羟基步骤能垒分别降低0.13和0.28eV,有利于生成芳烃.愈创木酚在1Rusub-Fe(211)表面上加氢脱氧优势路径是先脱甲氧基生成苯酚,苯酚再加氢脱氧生成产物苯(速控步骤能垒1.16 eV);而在1Ruads-Fe(211)表面上愈创木酚先脱羟基再脱甲基生成苯酚的路径更具有动力学优势(速控步骤能垒1.21 eV).计算结果表明Ru掺杂方式影响Fe催化剂对酚反应分子的吸附稳定性以及加氢脱氧反应路径和性能.与1Ru掺杂Fe(211)催化剂相比,增加Ru原子数形成4Ruads-Fe(211),能够进一步提高酚类反应物的吸附强度,但导致加氢脱氧反应能垒升高.因此,在Fe催化剂上以表面吸附的形式掺杂少量贵金属Ru更利于酚类加氢脱氧生成芳烃.

• 单位
  大连理工大学; 精细化工国家重点实验室