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NiMn双原子团簇催化甲烷干重整反应的理论研究OA

Theoretical study of dry reforming of methane reaction catalyzed by NiMn diatomic cluster

中文摘要英文摘要

本文采用密度泛函理论研究了 NiMn双原子团簇催化甲烷干重整反应的机理.结果表明,该反应可有效转化温室气体(CH4和CO2)并生成适宜费托合成的合成气(H2/CO≈1).理论计算确定了各基元反应的最优路径:甲烷脱氢吸热为1354.4 kJ/mol;CO2通过氢诱导活化路径实现活化;C与O反应的活化能较低,为56.3 kJ/mol,CH与O反应为129.0 kJ/mol,H2生成反应的活化能为95.6 kJ/mol,较易进行.该研究为高效DRM催化剂设计提供了理论依据.

This study employs density functional theory to investigate the reaction mechanism of methane dry re-forming catalyzed by NiMn bimetallic clusters.The results demonstrate that this reaction can efficiently convert the greenhouse gases CH4 and CO2,while producing syngas suitable for Fischer-Tropsch synthesis(with an H2/CO≈1).Theoretical calculations have identified the optimal pathway for each elementary reaction:the endothermic val-ue of methane dehydrogenation is 1354.4 kJ/mol;CO2 is activated via a hydrogen-induced activation pathway;and the activation energies for the reactions C with O,CH with O,and H2 formation are 56.3 kJ/mol,129.0 kJ/mol,and 95.6 kJ/mol,respectively.Notably,the relatively low activation energies render these reactions easy to pro-ceed.This research provides a theoretical foundation for the design of high-efficiency DRM catalysts.

刘佳;张宇;慕红梅;何碧红;张明明;张建辉

兰州资源环境职业技术大学环境与化工学院,兰州 730021兰州资源环境职业技术大学环境与化工学院,兰州 730021兰州资源环境职业技术大学环境与化工学院,兰州 730021兰州资源环境职业技术大学环境与化工学院,兰州 730021兰州资源环境职业技术大学环境与化工学院,兰州 730021兰州资源环境职业技术大学环境与化工学院,兰州 730021||贵州民族大学化学工程学院,贵阳 550025

数理科学

甲烷干重整NiMn双原子团簇密度泛函理论

Dry reforming of methaneNiMn diatomic clusterDensity functional theory

《原子与分子物理学报》 2026 (6)

83-91,9

2026年度甘肃省高等学校创新基金兰州资源环境职业技术大学黄河流域生态方向预研项目(2025LZHLSY-2,2025LZHLSY-10)

10.19855/j.1000-0364.2026.062004

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