[发明专利]一种识别MoP催化剂脱氮活性位的方法

摘要

一种识别磷化钼催化剂脱氮活性位的方法。其特色是利用周期性的DFT方法研究含氮化合物在MoP表面HDN反应过程，通过研究含氮化合物在MoP表面吸附、逐步加氢、脱氮反应机理，分析吸附结构、基元反应的热力学和动力学参数及反应网络等，利用能垒分解、反应速率及电子结构分析等方法识别高效的MoP催化剂脱氮活性位。利用该方法研究MoP催化剂脱氮活性位方便、快捷、准确且节约资源。

主权项

一种识别MoP催化剂脱氮活性位方法，其特色是利用周期性的DFT方法研究含氮化合物在MoP表面HDN反应过程，通过研究含氮化合物在MoP表面吸附、逐步加氢、脱氮反应机理，分析吸附结构、基元反应的热力学和动力学参数及反应网络等，利用能垒分解、反应速率及电子结构分析等方法识别高效的MoP催化剂脱氮活性位，其步骤包括以下内容：步骤1.模型构建：利用MS软件中Materials Visualizer模块画出含氮化合物模型分子及HDN过程中所有可能的反应物、中间体、产物分子结构作为基本的分子结构数据文件；构建MoP催化剂的周期性结构，切割催化剂活性面作为基本的催化剂基底结构数据文件；构建模型分子在基底表面所有可能的吸附构型及HDN过程中可能存在的共吸附构型作为分子与基底作用结构数据文件；步骤2.稳定构型的结构优化：利用MS软件中Dmol³模块对步骤1中的结构数据文件进行结构优化，获得所有分子及基底的稳定结构、稳定吸附构型及相应能量等数据文件；并对稳定构型进行性质计算，获得分子、基底及所有稳定吸附构型的电子结构、态密度、密立根电荷等性质数据文件；步骤3.过渡态搜寻及反应速率常数计算：从稳定吸附构型出发，采用DFT优化各基元反应初态和末态结构，并采用TS Search中的LST/QST方法在相同的理论水平分别计算含氮分子在MoP表面HDN过程中涉及的基元步骤的过渡态结构及能量；借助Vibrational analysis工具提取计算的振动频率数据并进行振动分析，确认过渡态是否正确；由基元反应步骤的能垒及其初态、过渡态的振动频率，采用传统过渡态理论计算其反应速率常数；步骤4.反应网络：根据上述步骤中得到的稳定吸附结构、过渡态及产物的能量数据绘制势能面，搭建可能的HDN反应网络；步骤5.综合分析：通过对比分析能垒、反应能、速率常数等信息，获得不同活性位对含氮化合物在MoP表面HDN反应的影响，识别高效的MoP脱氮活性位。