• 首页
  • 期刊简介
  • 编委会
  • 期刊在线
    1. 优先发表
    2. 过刊浏览
    3. 当期目录
    4. 下载排行
    5. 点击排行
    6. 被引排行
    7. 高级检索
  • 投稿指南
    1. 征稿简则
    2. 论文模板
    3. 投稿须知
    4. 投稿推荐及独家授权确认函
    5. 作者署名调整申请
    6. 免交版面费申请
    7. 关于稿件的附加说明
    8. 稿件图片授权证明
    9. 期刊信息变更证明
    10. 论文关联数据汇交操作说明
    11. 中图分类号查询
  • 专刊出版
    1. 计划出版专刊
    2. 正在进行专刊
    3. 已经出版专刊
  • 期刊订阅
  • 伦理声明
  • 办刊单位
    1. 主办单位
    2. 学术支撑单位
  • 联系我们
  • English

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于实验和密度泛函理论的NaHCO3吸附SeO2机理研究

李岩松,  邓双,  胡红云,  董璐,  黄永达,  邹潺,  吴诗勇

downloadPDF
李岩松, 邓双, 胡红云, 董璐, 黄永达, 邹潺, 吴诗勇. 基于实验和密度泛函理论的NaHCO3吸附SeO2机理研究[J]. 燃料化学学报(中英文), 2023, 51(2): 236-243. doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2022040
引用本文: 李岩松, 邓双, 胡红云, 董璐, 黄永达, 邹潺, 吴诗勇. 基于实验和密度泛函理论的NaHCO3吸附SeO2机理研究[J]. 燃料化学学报(中英文), 2023, 51(2): 236-243. doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2022040
LI Yan-song, DENG Shuang, HU Hong-yun, DONG Lu, HUANG Yong-da, ZOU Chan, WU Shi-yong. Study on the mechanism of SeO2 adsorption by NaHCO3 based on experiment and density functional theory[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2023, 51(2): 236-243. doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2022040
Citation: LI Yan-song, DENG Shuang, HU Hong-yun, DONG Lu, HUANG Yong-da, ZOU Chan, WU Shi-yong. Study on the mechanism of SeO2 adsorption by NaHCO3 based on experiment and density functional theory[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2023, 51(2): 236-243. doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2022040

基于实验和密度泛函理论的NaHCO3吸附SeO2机理研究

doi:  10.19906/j.cnki.JFCT.2022040
基金项目: 湖北省重点研发计划 (2021BCA157) ,内蒙古自治区重点研发计划(2020ZD0013)和宁夏回族自治区重点研发计划(2021BEG02001)资助
详细信息
    通讯作者:

    Tel: 13524019769,E-mail: wsy@ecust.edu.cn

  • 中图分类号: R122.7;TQ125.2

Study on the mechanism of SeO2 adsorption by NaHCO3 based on experiment and density functional theory

Funds: The project was supported by the Key R&D Program Project of Hubei Province (2021BCA157) , the Key R&D Program Project of Inner Mongolia Autonomous Region (2020ZD0013) and the Key R&D Program Project of Ningxia Hui Autonomous Region (2021BEG02001).
    摘要
  • 摘要: 本研究通过吸附实验探究了140−220 ℃下NaHCO3对SeO2的吸附性能,通过一系列表征解析了吸附后样品中硒的总量、价态和形态,结合密度泛函理论计算,探讨了NaHCO3对SeO2的吸附机理。结果表明,NaHCO3对SeO2的吸附性能随温度的升高而增加,在吸附过程中同时发生NaHCO3向Na2CO3的分解反应,分解后产生的Na2CO3吸附活性更强。SeO2吸附过程属于SeO2中Se原子与Na2CO3表面O原子成键的化学吸附,吸附产物以亚硒酸盐为主。
      关键词:
    • NaHCO3 / 
    • SeO2 / 
    • 密度泛函理论 / 
    • 化学吸附 
  • FIG. 2099.  FIG. 2099.

    FIG. 2099.  FIG. 2099.

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  1  吸附实验装置示意图

    Figure  1  Schematic diagram of the adsorption experimental setup

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  2  Na2CO3原胞和Na2CO3(001)模型

    Figure  2  Na2CO3 proto-cell and Na2CO3(001) models (Red: O; Gray: C; Purple: Na)

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  3  不同温度下NaHCO3对SeO2的吸附量

    Figure  3  Adsorption capacity of NaHCO3 on SeO2 at different temperatures

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  4  NaHCO3的热重曲线

    Figure  4  Thermogravimetric curve of NaHCO3

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  5  热分解前后对SeO2的吸附能力

    Figure  5  Adsorption capacity for SeO2 before and after thermal decomposition

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  6  热分解前后NaHCO3的SEM照片

    Figure  6  SEM images of NaHCO3 before and after thermal decomposition

    (a): NaHCO3 at a magnification of 500 times; (b): NaHCO3 at a magnification of 5000 times; (c): Na2CO3 after thermal decomposition at a magnification of 500 times; (d): Na2CO3 after thermal decomposition at a magnification of 5000 times

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  7  NaHCO3和Na2CO3吸附SeO2的热力学计算

    Figure  7  Thermodynamic calculations of SeO2 adsorption by NaHCO3 and Na2CO3

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  8  吸附产物中Se的形态及价态分布

    Figure  8  Morphology and valence distribution of Se in adsorption products

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  9  SeO2在Na2CO3(001)表面吸附的电荷密度分布

    Figure  9  Charge density distribution of SeO2 adsorbed on the surface of Na2CO3 (001) (red: O; gray: C; purple: Na; orange: Se; blue area: gain electrons, red area: lose electrons)

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  10  SeO2和Na2CO3(001)表面的PDOS光谱谱图

    Figure  10  PDOS spectra of SeO2 and Na2CO3(001) surface

    (a): Se atom of SeO2 before adsorption; (b): Se atom of Na2CO3-SeO2 after adsorption; (c): Osurf atom of Na2CO3(001) surface before adsorption; (d): Osurf atom close to Se after adsorption

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    表  1  比表面积及孔结构分析

    Table  1  Specific surface area and pore analysis

    SampleSpecific surface
    area /(m2·g−1)
    Aperture /nmHole volume /(cm3·g−1)
    NaHCO30.18315.65307.156×10−4
    NaHCO3-1401.66713.72485.720×10−3
    NaHCO3-1803.33113.06941.088×10−2
    NaHCO3-2203.83110.21961.232×10−2
    下载: 导出CSV

    表  2  SeO2在Na2CO3(001)表面的吸附构型及吸附能

    Table  2  Adsorption configuration of SeO2 on the surface of Na2CO3(001) and adsorption energy (Red: O; gray: C; purple: Na; orange: Se)

    PlacementAdsorption configurationEads/ (kJ·mol−1)
    main viewtop view
    (a) Osurf top,horizontal−127.529
    (b) Osurf top,vertical−113.218
    (c) Vacancy,horizontal−109.455
    (d) Vacancy,vertical−99.035
    (e) Na top,horizontal−87.553
    (f) Na top,vertical−90.834
    下载: 导出CSV

    深圳SEO优化公司延边关键词按天收费多少钱大同网站制作设计宣城企业网站改版价格大理建站报价巴中企业网站设计哪家好承德百姓网标王公司观澜网站优化按天扣费多少钱呼和浩特百度网站优化排名报价永新营销型网站建设阿里网站优化按天收费鹰潭SEO按天扣费价格保定网站推广工具公司岳阳建站多少钱滁州百姓网标王推荐潍坊网站开发推荐酒泉网站优化按天扣费推荐三明网站制作设计淮南网站优化按天扣费报价珠海网站定制多少钱南通英文网站建设公司哈密SEO按天扣费价格丽水网站搜索优化公司吉安网站优化推荐昌吉网站建设设计多少钱昌吉SEO按效果付费价格酒泉网站优化按天收费多少钱同乐seo推荐同乐营销型网站建设多少钱芜湖外贸网站设计多少钱湛江SEO按效果付费哪家好歼20紧急升空逼退外机英媒称团队夜以继日筹划王妃复出草木蔓发 春山在望成都发生巨响 当地回应60岁老人炒菠菜未焯水致肾病恶化男子涉嫌走私被判11年却一天牢没坐劳斯莱斯右转逼停直行车网传落水者说“没让你救”系谣言广东通报13岁男孩性侵女童不予立案贵州小伙回应在美国卖三蹦子火了淀粉肠小王子日销售额涨超10倍有个姐真把千机伞做出来了近3万元金手镯仅含足金十克呼北高速交通事故已致14人死亡杨洋拄拐现身医院国产伟哥去年销售近13亿男子给前妻转账 现任妻子起诉要回新基金只募集到26元还是员工自购男孩疑遭霸凌 家长讨说法被踢出群充个话费竟沦为间接洗钱工具新的一天从800个哈欠开始单亲妈妈陷入热恋 14岁儿子报警#春分立蛋大挑战#中国投资客涌入日本东京买房两大学生合买彩票中奖一人不认账新加坡主帅:唯一目标击败中国队月嫂回应掌掴婴儿是在赶虫子19岁小伙救下5人后溺亡 多方发声清明节放假3天调休1天张家界的山上“长”满了韩国人?开封王婆为何火了主播靠辱骂母亲走红被批捕封号代拍被何赛飞拿着魔杖追着打阿根廷将发行1万与2万面值的纸币库克现身上海为江西彩礼“减负”的“试婚人”因自嘲式简历走红的教授更新简介殡仪馆花卉高于市场价3倍还重复用网友称在豆瓣酱里吃出老鼠头315晚会后胖东来又人满为患了网友建议重庆地铁不准乘客携带菜筐特朗普谈“凯特王妃P图照”罗斯否认插足凯特王妃婚姻青海通报栏杆断裂小学生跌落住进ICU恒大被罚41.75亿到底怎么缴湖南一县政协主席疑涉刑案被控制茶百道就改标签日期致歉王树国3次鞠躬告别西交大师生张立群任西安交通大学校长杨倩无缘巴黎奥运

    深圳SEO优化公司 XML地图 TXT地图 虚拟主机 SEO 网站制作 网站优化

  • 参考文献(25)
  • [1] 中华人民共和国统计局. 中国统计年鉴[M]. 北京: 中国统计出版社, 2021.

    National Bureau of Statistics of China. China Statistical Yearbook[M]. Beijing: China Statistics Press, 2021.
    [2] 孙向军, 陈德珍. 垃圾焚烧厂干法脱酸药剂的比较研究[J]. 环境卫生工程,2011,19(6):7−8+11.

    SUN Xiang-jun, CHEN De-zhen. Comparison of dry-deacidification reagents in waste incineration plants[J]. Environ Sanit Eng,2011,19(6):7−8+11.
    [3] 谭增强, 牛国平, 吕晨峰, 侯炜, 丁嘉毅, 潘栋, 王晓冰. 3种高效中温脱酸剂脱酸活性实验[J]. 热力发电,2018,47(8):110−114.

    TAN Zeng-qiang, NIU Guo-ping, LV Chen-feng, HOU Wei, DING Jia-yi, PAN Dong, WANG Xiao-bing. Experimental research on activity of three effective medium-temperature deacidification solvents[J]. Therm Power Gener,2018,47(8):110−114.
    [4] WANG L, CHEN Q, JAMRO I A, LI R D, BALOCH H A. Accelerated co-precipitation of lead, zinc and copper by carbon dioxide bubbling in alkaline municipal solid waste incinerator (MSWI) fly ash wash water[J]. RSC Adv,2016,6(24):20173−20186.
    [5] 王月昶, 刘丽艳. 小苏打干法脱酸助力焚烧烟气超低排放[C] //2019中国环境科学学会科学技术年会论文集(第一卷). 西安: 中国环境科学出版社, 2019: 1023–1028.

    WANG Yue-chang, LIU LI-yan. Baking soda dry de-acidification to help incineration flue gas ultra-low emission[C] //. Proceedings of the 2019 Annual Scientific and Technical Conference of the Chinese Society of Environmental Science (Vol. 1). Xi'an: Chinese environmental science press , 2019: 1023–1028.
    [6] LIU H M, LI S, GUO G Z, GONG L F, ZHANG L Q, QIE Y N, HU H Y, YAO H. Ash formation and the inherent heavy metal partitioning behavior in a 100 t/d hazardous waste incineration plant[J]. Sci Total Environ,2022,814:151938. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.151938
    [7] 徐章. 城市生活垃圾焚烧飞灰中砷和硒的赋存形态研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2016.

    XU Zhang. The study of arsenic and selenium occurrence in municipal solid waste incineration fly ash[D]. Wuhan: Huazhong University of Science and Technology, 2016.
    [8] 黄永达, 胡红云, 龚泓宇, 刘慧敏, 付彪, 李帅, 罗光前, 姚洪. 燃煤电厂砷、硒、铅的排放与控制技术研究进展[J]. 燃料化学学报,2020,48(11):1281−1297.

    HUANG Yong-da, HU Hong-yun, GONG Hong-yu, LIU Hui-min, FU Biao, LI Shuai, LUO Guang-qian, YAO Hong. Research progress on emission and control technologies of arsenic, selenium and lead in coal–fired power plants[J]. J Fuel Chem Technol,2020,48(11):1281−1297.
    [9] 韩健. 燃煤烟气中硒对SCR脱硝催化剂的影响研究[D]. 北京: 华北电力大学, 2020.

    HAN Jian. Research on effects of selenium in Coal-fired flue gas on SCR denitrification catalyst[D]. Beijing: North China Electric Power University, 2020.
    [10] 蓝柳恒. 二氧化硒生产过程职业病危害的预防及控制[J]. 中国卫生产业,2015,12(11):6−8.

    LAN Liu-heng. The discussion for assessment of occupational hazards on the production of selenium oxide two[J]. China Health Ind,2015,12(11):6−8.
    [11] 于梦竹, 王海, 黄亚继, 朱志成, 樊聪慧, 董璐, 程好强. 典型钙/镁基吸附剂对二氧化硒吸附特性研究[J]. 燃料化学学报,2020,48(11):1335−1344.

    YU Meng-zhu, WANG Hai, HUANG Ya-ji, ZHU Zhi-cheng, FAN Cong-hui, DONG Lu, CHENG Hao-qiang. Characteristics of selenium capture by typical Ca- / Mg-based sorbents[J]. J Fuel Chem Technol,2020,48(11):1335−1344.
    [12] YUAN C L, ZHANG C, YU S H, XU H, LI X, FANG Q Y, CHEN G. Experimental and density functional theory study of the adsorption characteristics of CaO for SeO2 in simulated flue gas and the effect of CO2[J]. Energy Fuels,2020,34(9):10872−10881. doi: 10.1021/acs.energyfuels.0c02044
    [13] GHOSHDASTIDAR A, MAHULI S, AGNIHOTRI R, FAN L S. Selenium capture using sorbent powders: Mechanism of sorption by hydrated lime[J]. Environ Sci Technol,1996,30(2):447−452. doi: 10.1021/es950129m
    [14] FAN Y M, ZHUO Y Q, LI L L. SeO2 adsorption on CaO surface: DFT and experimental study on the adsorption of multiple SeO2 molecules[J]. Appl Surf Sci,2017,420:465−471. doi: 10.1016/j.apsusc.2017.04.233
    [15] YUAN B, HU H Y, HUANG Y D, GUO G Z, GONG L F, ZOU C, DONG L, YAO H. Effect of hydrated lime on the migration behavior of selenium in the MSWI plants: Experimental and theoretical study[J]. Chem Eng J,2022,433:134603. doi: 10.1016/j.cej.2022.134603
    [16] MA T T, HUANG Y D, DENG S, FU B, LUO G Q, WANG J G, HU H Y, YUAN C G, YAO H. The relationship between selenium retention and fine particles removal during coal combustion[J]. Fuel,2020,265:116859. doi: 10.1016/j.fuel.2019.116859
    [17] 张晨鼎. 碳酸钠和碳酸氢钠及其复盐与水合物的晶体结构[J]. 纯碱工业,2010,(6):3−10.

    ZHANG Chen-ding. Crystal structures of sodium carbonate and sodium bicarbonate and their complex salts and hydrates[J]. Soda Ind,2010,(6):3−10.
    [18] 蔡天意. 高效钠基脱碳吸收剂开发及反应机理研究[D]. 南京: 东南大学, 2020.

    CAI Tian-yi. R&D for an efficient sodium-based CO2 solid sorbent and study on its bicarbonation/regeneration mechanism[D]. Nanjing: Southeast University, 2020.
    [19] 邹潺. 煤粉恒温燃烧砷的释放特性及转化迁移机理研究[D]. 北京: 华北电力大学, 2020.

    ZOU Chan. Volatilization characteristics, transformation and migration mechanism of arsenic during isothermal pulverized coal combustion[D]. Beijing: North China Electric Power University , 2020.
    [20] 赵传文, 陈晓平, 赵长遂. 碳酸氢钠分解的热重分析研究[J]. 燃烧科学与技术,2009,15(2):135−140.

    ZHAO Chuan-wen, CHEN Xiao-ping, ZHAO Chang-sui. Thermogravimetric analysis study of sodium bicarbonate decomposition[J]. J Combust Sci Technol,2009,15(2):135−140.
    [21] RACLAVSKA H, MATYSEK D, RACLAVSKY K, JUCHELKOVA D. Geochemistry of fly ash from desulphurisation process performed by sodium bicarbonate[J]. Fuel Process Technol,2010,91(2):150−157. doi: 10.1016/j.fuproc.2009.09.004
    [22] MONFORT E, CELADES I, MESTRE S, BONO R, LLOP H, DE LA HOZ J M. Industrial-scale study of NaHCO3 chemical reactions with HF, HCl and SO2 in Kiln flue gases[J]. Key Energy Mater,2001,206–213:855−858.
    [23] GRIECO E, POGGIO A. Simulation of the influence of flue gas cleaning system on the energetic efficiency of a waste-to-energy plant[J]. Appl Energy,2009,86(9):1517−1523. doi: 10.1016/j.apenergy.2008.12.035
    [24] 戴可. 化学反应系统的吉布斯自由能随反应进度变化的讨论[J]. 广东化工,2019,46(1):229−230.

    DAI Ke. Discussion on the change of Gibbs free energy with extent of reaction in chemical reaction system[J]. Guangdong Chem Ind,2019,46(1):229−230.
    [25] 邢佳颖, 王春波, 张月, 邹潺. Se和SeO2在O2/CaO(001)表面吸附反应的第一性原理研究[J]. 燃料化学学报,2019,47(8):993−999.

    XING Jia-ying, WANG Chun-bo, ZHANG Yue, ZOU Chan. First-principles study of the adsorption and reaction of Se and SeO2 on O2 /CaO(001) surface[J]. J Fuel Chem Technol,2019,47(8):993−999.
  • 相关文章
  • 施引文献
  • 资源附件(0)
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
图(11) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  1044
  • HTML全文浏览量:  200
  • PDF下载量:  82
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-12
  • 修回日期:  2022-05-05
  • 录用日期:  2022-05-09
  • 网络出版日期:  2022-05-21
  • 刊出日期:  2023-01-18

目录

    /

    返回文章
    返回
    x 关闭 永久关闭

    2023年《燃料化学学报(中英文)》评优结果公布!

    深圳SEO优化公司延边关键词按天收费多少钱大同网站制作设计宣城企业网站改版价格大理建站报价巴中企业网站设计哪家好承德百姓网标王公司观澜网站优化按天扣费多少钱呼和浩特百度网站优化排名报价永新营销型网站建设阿里网站优化按天收费鹰潭SEO按天扣费价格保定网站推广工具公司岳阳建站多少钱滁州百姓网标王推荐潍坊网站开发推荐酒泉网站优化按天扣费推荐三明网站制作设计淮南网站优化按天扣费报价珠海网站定制多少钱南通英文网站建设公司哈密SEO按天扣费价格丽水网站搜索优化公司吉安网站优化推荐昌吉网站建设设计多少钱昌吉SEO按效果付费价格酒泉网站优化按天收费多少钱同乐seo推荐同乐营销型网站建设多少钱芜湖外贸网站设计多少钱湛江SEO按效果付费哪家好歼20紧急升空逼退外机英媒称团队夜以继日筹划王妃复出草木蔓发 春山在望成都发生巨响 当地回应60岁老人炒菠菜未焯水致肾病恶化男子涉嫌走私被判11年却一天牢没坐劳斯莱斯右转逼停直行车网传落水者说“没让你救”系谣言广东通报13岁男孩性侵女童不予立案贵州小伙回应在美国卖三蹦子火了淀粉肠小王子日销售额涨超10倍有个姐真把千机伞做出来了近3万元金手镯仅含足金十克呼北高速交通事故已致14人死亡杨洋拄拐现身医院国产伟哥去年销售近13亿男子给前妻转账 现任妻子起诉要回新基金只募集到26元还是员工自购男孩疑遭霸凌 家长讨说法被踢出群充个话费竟沦为间接洗钱工具新的一天从800个哈欠开始单亲妈妈陷入热恋 14岁儿子报警#春分立蛋大挑战#中国投资客涌入日本东京买房两大学生合买彩票中奖一人不认账新加坡主帅:唯一目标击败中国队月嫂回应掌掴婴儿是在赶虫子19岁小伙救下5人后溺亡 多方发声清明节放假3天调休1天张家界的山上“长”满了韩国人?开封王婆为何火了主播靠辱骂母亲走红被批捕封号代拍被何赛飞拿着魔杖追着打阿根廷将发行1万与2万面值的纸币库克现身上海为江西彩礼“减负”的“试婚人”因自嘲式简历走红的教授更新简介殡仪馆花卉高于市场价3倍还重复用网友称在豆瓣酱里吃出老鼠头315晚会后胖东来又人满为患了网友建议重庆地铁不准乘客携带菜筐特朗普谈“凯特王妃P图照”罗斯否认插足凯特王妃婚姻青海通报栏杆断裂小学生跌落住进ICU恒大被罚41.75亿到底怎么缴湖南一县政协主席疑涉刑案被控制茶百道就改标签日期致歉王树国3次鞠躬告别西交大师生张立群任西安交通大学校长杨倩无缘巴黎奥运

    深圳SEO优化公司 XML地图 TXT地图 虚拟主机 SEO 网站制作 网站优化