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Y2O3修饰Ni/SiO2催化剂在甲烷部分氧化制合成气反应中的催化性能及稳定性

物理化学学报 2016年第11期32卷 2776-2784页

作者：王雅莉李琪翁维正夏文生万惠霖厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室福建省理论计算化学重点实验室福建厦门361005

采用常规浸渍法制备Y_2O_3修饰的Ni/SiO_2催化剂,并考察其催化甲烷部分氧化(POM)制合成气反应性能。结果表明,Y_2O_3的引入减小了金属Ni的粒径,有效提高了Ni在载体表面的分散性,增强了金属Ni与载体SiO_2间的相互作用,从而使催化剂的抗... 详细信息

采用常规浸渍法制备Y_2O_3修饰的Ni/SiO_2催化剂,并考察其催化甲烷部分氧化(POM)制合成气反应性能。结果表明,Y_2O_3的引入减小了金属Ni的粒径,有效提高了Ni在载体表面的分散性,增强了金属Ni与载体SiO_2间的相互作用,从而使催化剂的抗烧结、抗积碳能力,以及催化剂的POM反应性能得以改善。

关键词：甲烷部分氧化 Ni SiO2 Y2O3 稳定性

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Ni/SiO2在甲烷部分氧化反应中的稳定性:W修饰的影响

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物理化学学报 2019年第6期35卷 607-615页

作者：连孟水王雅莉赵明全李倩倩翁维正夏文生万惠霖厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室福建省理论计算化学重点实验室

甲烷部分氧化制合成气反应(POM)是天然气、页岩气资源利用的重要途径之一,常用的Ni/SiO2催化剂在反应中易发生表面积炭而失活。为了解决这一问题,我们采用尿素沉淀法制备W修饰的Ni基催化剂,并考察其在POM反应中的稳定性和W的作用。结果... 详细信息

甲烷部分氧化制合成气反应(POM)是天然气、页岩气资源利用的重要途径之一,常用的Ni/SiO2催化剂在反应中易发生表面积炭而失活。为了解决这一问题,我们采用尿素沉淀法制备W修饰的Ni基催化剂,并考察其在POM反应中的稳定性和W的作用。结果表明,催化剂中适量W的存在可显著改善其POM反应稳定性。其原因为Ni-W作用修饰了Ni的化学态或其亲氧能力,从而改善了其表面抗积炭能力。此外,反应中催化剂表面形成的α-WC具有一定的抑制表面积炭形成的能力,且该α-WC具有良好的稳定性。

关键词：甲烷部分氧化稳定性 Ni基催化剂钨修饰

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Ni的化学态对甲烷部分氧化反应机理的影响：能学分析

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物理化学学报 2011年第7期27卷 1567-1573页

作者：夏文生常刚侯玉慧翁维正万惠霖固体表面物理化学国家重点实验室醇醚酯清洁化工生产国家工程实验室福建省理论计算化学重点实验室厦门大学化学化工学院福建厦门361005

采用键指数归一-平方势(UBI-QEP)法对不同化学态Ni上甲烷部分氧化反应中各可能基元步骤进行了能学计算研究.结果表明,反应的速度控制步骤与金属Ni的化学态有关.还原态Ni上CO形成的反应速度控制步骤为表面上CH_3与O物种间的缔合,而带部... 详细信息

采用键指数归一-平方势(UBI-QEP)法对不同化学态Ni上甲烷部分氧化反应中各可能基元步骤进行了能学计算研究.结果表明,反应的速度控制步骤与金属Ni的化学态有关.还原态Ni上CO形成的反应速度控制步骤为表面上CH_3与O物种间的缔合,而带部分正电荷的Ni上CO形成的反应速度控制步骤则为甲烷氧助解离形成表面CH_xO物种.还原态和带部分正电荷的Ni中心在表面上共存时,反应的速度控制步骤将取决于表面CH_3形成与表面CH_3、O物种缔合两反应间的竞争,其竞争的强弱涉及Ni的化学态.此外,反应活性中心向正电荷的Ni转化时,会导致表面C和O及H和H物种缔合的活化能显著降低,有利于CO、H_2的形成,而表面CH_x物种解离则变得不容易,表面积炭受到明显的抑制.

关键词：甲烷部分氧化镍化学态速度控制步骤机理能量学

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Rh-ZSM-5分子筛吸附CO、H2O和O2的理论研究

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厦门大学学报（自然科学版） 2019年第6期58卷 833-839页

作者：陈丹吴安安谭凯吕鑫厦门大学化学化工学院福建省理论与计算化学重点实验室

采用密度泛函理论(DFT)结合簇模型方法研究了小分子CO、H2O和O2在Rh交换的ZSM-5分子筛(Rh-ZSM-5)上的吸附.理论计算结果表明:H 2O和O2或CO可共吸附在Rh+上形成四配位铑配合物,其中Rh仅与ZSM-5表面的一个桥氧配位;在H 2 O和O 2共存时,最... 详细信息

采用密度泛函理论(DFT)结合簇模型方法研究了小分子CO、H2O和O2在Rh交换的ZSM-5分子筛(Rh-ZSM-5)上的吸附.理论计算结果表明:H 2O和O2或CO可共吸附在Rh+上形成四配位铑配合物,其中Rh仅与ZSM-5表面的一个桥氧配位;在H 2 O和O 2共存时,最稳定的表面吸附物种为Rh(H 2O)2(O 2),含一个超氧离子;引入具有强配位能力的CO后,最稳定的表面吸附物种为Rh(CO)2(H 2O),阻碍了O 2的化学吸附.这暗示此前人们认为在CH 4/CO/H 2O/O2/Rh-ZSM-5混合体系中通过O 2的化学吸附活化甲烷的机理还有待进一步商榷.

关键词： Rh-ZSM-5 羰基铑物种化学吸附簇模型密度泛函理论

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Rh;-ZSM-5分子筛催化乙烷选择性氧化反应的理论研究

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厦门大学学报(自然科学版) 2021年

作者：郝聪吴安安谭凯吕鑫厦门大学化学化工学院福建省理论与计算化学重点实验室

采用密度泛函理论（DFT）对单核铑负载的沸石催化剂(Rh;-ZSM-5)上铑活性氧物种（Rh-oxo）与CO和H;O的吸附行为及其催化的乙烷氧化反应进行详尽的理论研究。结果表明：CO和H;O可共吸附在Rh-oxo位点形成四配位铑配合物，其中最稳定吸附物... 详细信息

采用密度泛函理论（DFT）对单核铑负载的沸石催化剂(Rh;-ZSM-5)上铑活性氧物种（Rh-oxo）与CO和H;O的吸附行为及其催化的乙烷氧化反应进行详尽的理论研究。结果表明：CO和H;O可共吸附在Rh-oxo位点形成四配位铑配合物，其中最稳定吸附物种为Rh（O）(CO)(H;O)；与Rh-oxo催化甲烷氧化不同，在乙烷的选择性氧化反应中，羰基化产物丙酸的生成在热力学和动力学上均是不利的，反应产物是以乙醇为主的C;氧化产物。

关键词： Rh-ZSM-5 过渡金属活性氧物种乙烷选择性氧化密度泛函

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酶催化过程的量子-经典力学研究进展

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科学通报 2021年第10期66卷 1131-1143页

作者：樊芳芳付玉状曹泽星浙江科技学院生物与化学工程学院杭州310023 厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室福建省理论与计算化学重点实验室厦门361005

酶催化主要包括底物输运及其与活性位的结合、蛋白质限域环境中的化学反应以及产物释放等复杂的物理和化学过程,其中任一化学和非化学步都有可能决定酶的活性.通过量子/分子力学组合方法(QM/MM)计算和分子动力学模拟(MD),结合伞形采样,... 详细信息

酶催化主要包括底物输运及其与活性位的结合、蛋白质限域环境中的化学反应以及产物释放等复杂的物理和化学过程,其中任一化学和非化学步都有可能决定酶的活性.通过量子/分子力学组合方法(QM/MM)计算和分子动力学模拟(MD),结合伞形采样,可以揭示酶催化过程的微观机理和底物输运的通道机制,分析底物进出口袋过程的热力学和动力学性质,探明整个酶催化过程中的决速步骤以及关键残基的作用.本文概述了近几年对几类生物体系量子-经典力学模拟研究的进展,并对QM/MM多尺度模拟方法的发展进行了展望.

关键词：磷酸三酯酶核苷水解酶酶催化 QM/MM和MM MD模拟

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气相^(17)O核磁共振化学屏蔽常数与化学位移的理论研究

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厦门大学学报（自然科学版） 2022年第5期61卷 762-767页

作者：陈茹婷吴安安厦门大学化学化工学院福建省理论与计算化学重点实验室福建厦门361005

系统地研究了不同计算方法在气相^(17)O化学屏蔽常数与化学位移计算中的表现.结果表明:在19个含氧化合物的分子集中,适用于磁性质计算的焦点分析(FPA-M)方法在化学屏蔽常数和化学位移的计算中均有最佳表现,明显优于大基组下的包含三重... 详细信息

系统地研究了不同计算方法在气相^(17)O化学屏蔽常数与化学位移计算中的表现.结果表明:在19个含氧化合物的分子集中,适用于磁性质计算的焦点分析(FPA-M)方法在化学屏蔽常数和化学位移的计算中均有最佳表现,明显优于大基组下的包含三重激发微扰校正的耦合簇(CCSD(T))方法;在本文研究的所有密度泛函中,xOPBE的表现最佳(尽管设计的特定目的是提供准确的^(13)C化学位移),在各个方面都显著优于常用的密度泛函.因此对于化学位移的常规计算,无论是^(13)C还是^(17)O,都推荐使用xOPBE密度泛函.

关键词： ^(17)O核磁共振焦点分析方法密度泛函

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一类新型含平面四配位碳、硅和锗的化合物的结构与成键性质

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厦门大学学报（自然科学版） 2021年第5期60卷 821-827页

作者：张彩云方磊张于微曹泽星厦门大学化学化工学院福建省理论与计算化学重点实验室福建厦门361005

采用密度泛函理论方法,研究了一类新型含平面四配位碳、硅和锗的化合物的结构、成键、稳定性和光谱性质.通过结构优化和振动分析表明,这类含有平面四配位结构单元CB_(4)、SiN_(4)、GeN_(4)、GeB_(4)的分子具有稳定的电子和几何结构.这... 详细信息

采用密度泛函理论方法,研究了一类新型含平面四配位碳、硅和锗的化合物的结构、成键、稳定性和光谱性质.通过结构优化和振动分析表明,这类含有平面四配位结构单元CB_(4)、SiN_(4)、GeN_(4)、GeB_(4)的分子具有稳定的电子和几何结构.这些稳定体系均存在中心原子与周围4个原子间的共轭π键,其中中心原子C为π电子给体,Si为π电子受体,而Ge可以是π电子受体也可以是给体.对于含平面四配位硅和锗的分子C_(20)H_(16)N_(4)Si和C_(20)H_(16)N_(4)Ge,中心原子采取sp^(2)d杂化方式与周围的N原子形成σ键,而由于C原子价层无d轨道且s和p轨道的能级差相对较小,近似采用sp^(2)杂化与周围的B原子形成多中心σ键.

关键词：平面四配位化合物密度泛函理论计算化学键电子光谱

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富勒管C_(80)-D_(5d)(1)生长机制的密度泛函理论研究

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厦门大学学报（自然科学版） 2023年第5期62卷 801-806页

作者：刘星尹凡华谭凯厦门大学化学化工学院福建省理论与计算化学重点实验室福建厦门361005

采用密度泛函理论(DFT)计算模拟了从符合独立五元环规则(IPR)C_(70)-D_(5h)(1)富勒烯出发,经历C_(2)插入反应生成C_(80)-D_(5d)(1)的过程.计算结果揭示了这样自下而上的七元环路线是动力学有利的路径,它仅通过Endo-Kroto C_(2)插入,避... 详细信息

采用密度泛函理论(DFT)计算模拟了从符合独立五元环规则(IPR)C_(70)-D_(5h)(1)富勒烯出发,经历C_(2)插入反应生成C_(80)-D_(5d)(1)的过程.计算结果揭示了这样自下而上的七元环路线是动力学有利的路径,它仅通过Endo-Kroto C_(2)插入,避免了高能垒的斯通-威尔士转变.该研究为理解富勒管和纳米管的生成提供了新的思路.

关键词：富勒管七元环路径密度泛函理论

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Rh_(1)-ZSM-5分子筛催化乙烷选择性氧化反应的理论研究

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厦门大学学报（自然科学版） 2022年第1期61卷 13-17页

作者：郝聪吴安安谭凯吕鑫厦门大学化学化工学院福建省理论与计算化学重点实验室福建厦门361005

采用密度泛函理论(DFT)对单核铑负载的沸石催化剂(Rh_(1)-ZSM-5)上铑活性氧(Rh-oxo)物种与CO和H_(2)O的吸附行为及其催化的乙烷氧化反应进行理论研究.结果表明:CO和H_(2)O可共吸附在Rh-oxo物种形成四配位铑配合物Rh(O)(CO)(H_(2)O);与Rh... 详细信息

采用密度泛函理论(DFT)对单核铑负载的沸石催化剂(Rh_(1)-ZSM-5)上铑活性氧(Rh-oxo)物种与CO和H_(2)O的吸附行为及其催化的乙烷氧化反应进行理论研究.结果表明:CO和H_(2)O可共吸附在Rh-oxo物种形成四配位铑配合物Rh(O)(CO)(H_(2)O);与Rh-oxo物种催化甲烷氧化不同,在乙烷的选择性氧化反应中,羰基化产物丙酸的生成在热力学和动力学上均是不利的,反应产物是以乙醇为主的C_(2)氧化产物.

关键词： Rh_(1)-ZSM-5 过渡金属活性氧物种乙烷选择性氧化密度泛函理论

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