吡啶在Ti、Zr、N掺杂石墨烯表面吸附的理论研究

作     者：王聚财 唐克 孙潇镝 洪新 WANG Jucai;TANG Ke;SUN Xiaodi;HONG Xin

作者机构：辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121001 

出 版 物：《燃料化学学报（中英文）》 (Journal of Fuel Chemistry and Technology)

年 卷 期：2024年第52卷第8期

页      面：1162-1172页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：辽宁省自然科学基金(2019-ZD-0699) 辽宁省教育厅基本科研项目揭榜挂帅服务地方项目(JYTMS20230835)资助 

主　　题：石墨烯 掺杂 吸附 脱氮 模拟 表面 

摘      要：采用密度泛函方法,研究了Ti、Zr和N掺杂及本征石墨烯对柴油中典型碱性氮化物吡啶的吸附行为,讨论了相应的吸附能、吸附构型、马利肯电荷转移、差分电荷密度和态密度。结果表明,金属Ti、Zr掺杂能显著增强吡啶在石墨烯表面的吸附能,非金属N掺杂可略微增加吡啶和石墨烯表面间的吸附能。吡啶在不同原子修饰的石墨烯表面的吸附能大小顺序为Ti掺杂石墨烯Zr掺杂石墨烯N掺杂石墨烯本征石墨烯,吡啶可与Ti、Zr掺杂石墨烯发生N−Ti、N−Zr和π−π作用,与N掺杂石墨烯、本征石墨烯发生N−N、C−N和π−π作用。进一步分析发现,吡啶和金属Ti、Zr掺杂石墨烯表面存在明显的电子转移和化学键的形成,而和非金属N掺杂石墨烯及本征石墨烯间并无化学键形成。吡啶与Ti、Zr掺杂石墨烯发生化学吸附,与N掺杂石墨烯、本征石墨烯发生物理吸附。吡啶更稳定的吸附在Ti、Zr掺杂石墨烯表面。