计算化学公社

 找回密码 Forget password
 注册 Register

对碱金属Na对煤热解产生多环芳烃聚合过程中的催化作用中过渡态的搜索求助

查看数: 10112 | 评论数: 6 | 收藏 Add to favorites 0
关灯 | 提示:支持键盘翻页<-左 右->
    组图打开中,请稍候......
发布时间: 2019-6-24 19:48

正文摘要:

求助大神,我们的课题是研究Na(具体什么状态不确定)在煤热解衍生炭黑过程中的催化作用,一直是做的实验,实验数据表明Na能促进PAH的裂解,和抑制其长大。现在老师想让我用高斯来模拟抑制过程,看了好多文献,都是 ...

回复 Reply

hust_CMK 发表于 Post on 2023-6-4 12:00:10
看到了,回复一下;
1、煤热解或者燃烧过程中Na这种典型碱金属的初始释放形式一般是Na,NaCl两种;(实验支撑是FPT主编Li ChunZhu的典型系列工作)
2、火焰或者烟气中Na的形态,会受到烟气组分影响,NaOH,Na2SO4都可能,具体相粗略定量分析,可借助热力学平衡计算软件(HSC等等)
3、Soot的产生,跟异相成核、、聚并、碰撞、表面生长等过程密切相关;这些过程很难用量化计算分析,主流的是利用群平衡PBM等方法分析;具体工作可参见清华,Li ShuiQing教授团队工作;
4、单纯考虑Na对某类有机分子影响,应该没问题;
PS:别说什么SEM确定Na团簇这种话,跟这个问题根本不沾边;观察到的都是冷凝后的了,跟实际过程中没关系;个人认为这类问题,就考虑气体碱分子;
granvia 发表于 Post on 2019-6-25 17:50:15
首先得明确Na的物质状态,固相,气相还是溶液相?如果是固-气反应,就需要团簇模型或周期性的slab模型模拟
1130240115 发表于 Post on 2019-6-25 15:39:53
1. 个人认为究竟煤中Na是以原子还是团簇形式存在,实验很难表征。即使在类似石墨这样的高纯物质中表征储来Na的形态都是很高水平的研究(具体可见Na离子电池等方面研究)。但你可以大致进行分析,比如Na在高温条件下是否会转变为Na蒸汽,而变为单个Na原子。为证明这一点,你得查Na的三态转变温度和实验中的热解温度;

2. 你研究的是什么煤?煤很复杂有很多种,有的石墨化度高,类似多环芳烃,如无烟煤;有的石墨化度地,可能多为单苯环结构,如褐煤。首先,你得明确问题,是哪种煤,然后查文献一般人们都说如何将这种煤模型简化的,这样你才能构建出合理的模型。不能单纯看文献用什么模型你就用什么,文献很可能研究的不是你这个问题。

3. 其实,你这个问题更适合用ReaxFF做,但是用ReaxFF分析是个大问题,如何判定生成了碳黑?如何设定金属和煤的复合形式?如何将关键反应提取出来,这些对新手来说都是不小的难题。

4. Na催化PAH的文章很少,但是算PAH生成,即碳烟生成路径的文章一堆堆的。你应该先找PAH生成的可能路径,分析出哪种路径最可能,然后再分析Na加入进去是否会影响哪一路径。然后再开始计算,而不能路径都还不知道合不合理就开始算。估计你老师也不太懂,所以他/她提出的路径的合理性你得自己分析。
李海波 发表于 Post on 2019-6-25 14:22:36
liyuanhe211 发表于 2019-6-24 22:15
“实验中没有观察到金属团簇”是怎么个实验、什么实验可测量量推断出它没有金属团簇?钠加进你的萘里头全变 ...

老师,您好,谢谢您的回答,看完后有几个问题
(1)对于Na是否以团簇形式存在,这个我是问的师兄,因为实验是师兄一直在做,可能是用了SEM或者是实验时分析了光谱之类的,我提了团簇的想法就被否决了。所以目标又回到了Na离子
(2)您说的“过渡态初猜从分子轨道的角度思考也不太合理”是什么意思。
(3)Na连在旁边的12号碳上,我是在想能不能这样去影响旁边8号碳上H的脱除。
(4)Na去催化含氧官能团对PAH的氧化,我想表达的意思是这个机理:固定炭催化着火机理(氧转移理论)——碱金属作为催化剂在反应过程中产生中间化合物, 如金属氧化物, 充当了氧的载体, 促进了氧从气相向炭表面的扩散,迫使它不稳定而破裂,生成CO,CO2逸出。
(5)为什么会选择萘呢,正如老师所说,煤热解生成炭黑很复杂,经前人研究,用芘分析PAH的生成过程具有一定的合理性,但是我用芘算时间太长,所以先用小一点的萘来探索一下。
(6)最后想请教一下老师,如果要研究单电子转移的话,需要用什么研究呢。
李海波 发表于 Post on 2019-6-25 14:07:05
老师,您好,谢谢您的回答,看完后有几个问题
(1)对于Na是否以团簇形式存在,这个我是问的师兄,因为实验是师兄一直在做,可能是用了SEM或者是实验时分析了光谱之类的,我提了团簇的想法就被否决了。所以目标又回到了Na离子
(2)您说的“过渡态初猜从分子轨道的角度思考也不太合理”是什么意思。
(3)Na连在旁边的12号碳上,我是在想能不能这样去影响旁边8号碳上H的脱除。
(4)Na去催化含氧官能团对PAH的氧化,我想表达的意思是这个机理:固定炭催化着火机理(氧转移理论)——碱金属作为催化剂在反应过程中产生中间化合物, 如金属氧化物, 充当了氧的载体, 促进了氧从气相向炭表面的扩散,迫使它不稳定而破裂,生成CO,CO2逸出。
(5)为什么会选择萘呢,正如老师所说,煤热解生成炭黑很复杂,经前人研究,用芘分析PAH的生成过程具有一定的合理性,但是我用芘算时间太长,所以先用小一点的萘来探索一下。
(6)最后想请教一下老师,如果要研究单电子转移的话,需要用什么研究呢。
liyuanhe211 发表于 Post on 2019-6-24 22:15:04
本帖最后由 liyuanhe211 于 2019-6-24 22:16 编辑

“实验中没有观察到金属团簇”是怎么个实验、什么实验可测量量推断出它没有金属团簇?钠加进你的萘里头全变成Na原子了,连Na2都没有?

你说“Na作为离子......”,我不确定你是确实表示钠离子还是用词不准,如果是前者,那我觉得先猜测中性的钠起到更大作用肯定是更合理的。否则实验上加点氯化钠也能起到同样的效果。

关于你的几个想法:
一号的成键一定非常弱,估计用特殊方法能算出来极小点,但Na...H键显然对反应不会有主要的影响

二号即使是这样的,我也觉得不会是这样的机理,而且你图上的构象如果对应的是二号想法的过渡态初猜,这个过渡态初猜从分子轨道的角度思考也不太合理

三没明白

还有“看了好多文献,都是做的Na去催化含氧官能团对PAH的氧化”这很奇怪,你研究的是碱金属钠,难道能用碱金属钠做氧化?放出氢气?

“煤热解生成炭黑”一定是非常复杂的,我不知道用萘是不是一个合理的模型,但不论如何,其路径一定相当之多,我不确定这样的小分子单量化的路径计算一定有意义。而且注意,不同条件下的低能路径可能不同,不能只考虑一种路径比较加不加钠的区别。

最后你的课题不能排除单电子转移的可能,单电子转移不是通过过渡态理论研究的。

评分 Rate

参与人数
Participants 1
eV +2 收起 理由
Reason
sobereva + 2 欢迎讨论

查看全部评分 View all ratings

手机版 Mobile version|北京科音自然科学研究中心 Beijing Kein Research Center for Natural Sciences|京公网安备 11010502035419号|计算化学公社 — 北京科音旗下高水平计算化学交流论坛 ( 京ICP备14038949号-1 )|网站地图

GMT+8, 2026-2-27 18:43 , Processed in 0.198829 second(s), 32 queries , Gzip On.

快速回复 返回顶部 返回列表 Return to list