H_2O对CaO硫化反应加速作用机理研究
H_2O对CaO硫化反应加速作用机理研究
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DOI：
10.13334/j.0258-8013.pcsee.211705
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
闫广精
中科院分区：
文献类型：
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作者：
方远;王春波;陈亮;戴文浩;闫广精
通过实验和密度泛函理论,研究了水对CaO硫化反应加速作用的机理。实验结果显示,水对快速硫化反应阶段影响微弱,而慢速反应阶段水的加入会立刻提高反应速率。 DFT计算表明,CaO表面生成CaSO_4产物层的能垒小于H_2O在CaO表面解离的能垒,可能是水对快速硫化反应阶段作用微弱的原因。无水情况下慢速反应阶段的控制步骤不是CaO和CaSO_4晶体内的固态离子扩散,而是在原产物层上生成新产物层时,CaSO_4表面Ca*离子向新产物层扩散的过程,其能垒为3.61eV。吸附于CaSO_4表面的H_2O分子解离为H*和OH*后,将CaSO_4表面Ca*离子向新产物层扩散的能垒降低了1.98eV,使慢速反应阶段决速步变为O_2~-在CaSO_4晶体内的扩散,有水情况下硫化反应整体控制步骤能垒相比于无水情况降低了0.19eV,以此加速硫化反应。