1 绪论
1.1 CH4/CO2重整反应的现状
1.2 积炭的形成
1.2.1 热力学分析
1.2.2 积炭的种类和形成过程
1.3 影响积炭生成的因素
1.3.1 金属粒子的尺寸
1.3.2 金属粒子的形貌
1.3.3 金属粒子的组成
1.3.4 载体的酸碱性
1.3.5 金属-载体的相互作用
1.4 CH4/CO2重整反应中积炭消除的机理
1.4.1 CH4/CO2重整反应机理
1.4.2 积炭形成的机理
1.4.3 积炭消除的机理
1.5 积炭研究中存在的问题
1.6 量子化学计算可以解决的问题
1.6.1 研究催化剂的构型和性质
1.6.2 研究催化反应机理
1.6.3 为催化剂的筛选和设计提供理论指导
1.7 思考与探索
参考文献
2 量子化学计算方法和实验原理
2.1 CASTEP程序包
2.2 薛定谔方程及三个基本近似
2.2.1 薛定谔方程
2.2.2 三个基本近似
2.3 第一性原理计算
2.3.1 从头算法
2.3.2 密度泛函理论
2.3.3 过渡态理论
2.4 实验基础
2.4.1 程序升温还原
2.4.2 X射线光电子能谱分析
参考文献
3 单金属M（M=Fe，Co，Ni，Cu）催化CH4/CO2重整反应中的积炭
3.1 引言
3.1.1 CH4解离的实验研究
3.1.2 CH4解离的理论研究
3.1.3 有关积炭的研究
3.2 单金属催化剂模型的构建
3.2.1 模型的构建
3.2.2 计算参数的选择
3.2.3 模型大小的选择
3.3 热解C的形成
3.3.1 物种的吸附
3.3.2 CH4的逐步解离
3.3.3 热解C形成的分析和比较
3.4 C的集聚
3.4.1 热解C在单金属表面的迁移
3.4.2 C+C的共吸附
3.4.3 集聚C2的吸附
3.4.4 热解C的集聚反应
3.4.5 对热解C集聚反应的分析
3.5 积炭的消除
3.5.1 物种的吸附
3.5.2 O在表面的迁移
3.5.3 C+O→CO
3.5.4 覆盖度对积炭消除的影响
3.5.5 对积炭消除反应的分析
3.6 积炭问题分析
参考文献
4 第二金属（Fe，Co，Cu）的加入对积炭的影响
4.1 引言
4.2 NiM合金催化剂模型的构建
4.2.1 NiM合金体相的构建
4.2.2 Ni基合金表面模型的构建
4.2.3 模型的表面弛豫分析
4.3 NiM合金催化热解C的生成
4.3.1 物种的吸附
4.3.2 CHx和H的共吸附
4.3.3 NiM合金催化热解C的形成
4.3.4 CH4吸附及解离过程的分析和比较
4.3.5 抑制热解C形成的因素
4.4 NiM合金催化积炭的形成
4.4.1 C在NiM（111）表面的迁移
4.4.2 C+C在NiM（111）表面的共吸附
4.4.3 C2在NiM（111）表面的吸附
4.4.4 NiM（111）表面C+C的反应
4.4.5 第二金属加入对Ni基催化剂上C集聚的影响
4.5 NiM合金催化积炭的消除
4.5.1 物种的吸附
4.5.20 在NiM（111）表面的迁移
4.5.3 C+O→CO
4.5.4 第二金属加入对积炭消除的影响
4.6 第二金属加入对积炭的影响
参考文献
5 不同载体对重整反应中积炭的影响
5.1 引言
5.2 负载型Ni基催化剂模型的构建和计算参数的选择
5.2.1 MgO负载的Ni基催化剂模型
5.2.2 MgO负载的Ni2M2催化剂模型
5.2.3 计算参数的选择
5.3 负载型催化剂上热解C的生成
5.3.1 MgO负载的Ni4催化剂上热解C的生成
5.3.2 MgO负载的Ni2M2/MgO（M=Fe，Co，Cu）催化剂上热解C的生成
5.4 热解C在负载型催化剂表面的集聚
5.4.1 C+C在Ni2M2/MgO（M=Fe，Co，Cu）上的共吸附
5.4.2 C2在Ni2M2/MgO（M=Fe，Co，Cu）上的吸附
5.4.3 热解C在负载型催化剂表面的集聚反应
5.5 热解C在负载型催化剂表面的消除
5.5.1 CHx（x=0～3）和0在Ni2M2/MgO（M=Fe，Co，Cu）上的共吸附
5.5.2 CHxO（x=0～3）在Ni2M2/MgO（M=Fe，Co，Cu）上的吸附
5.5.3 CHx（x=0～3）在Ni2M2/MgO（M=Fe，Co，Cu）上的消除
5.5.4 积炭分析
5.6 积炭问题的综合分析
参考文献
6 金属-载体相互作用及其对积炭的影响
6.1 引言
6.2 实验方法
6.3 实验结果及分析
6.3.1 XPS结果分析
6.3.2 结合能与转移电荷的关系
6.4 理论计算金属和载体间电荷的转移量
6.4.1 金属和载体间电荷转移量的计算
6.4.2 金属和载体间电荷转移的态密度分析
6.5 电子气模型的提出
6.5.1 目前研究中存在的问题
6.5.2 电子气模型的基本理论
6.5.3 CASTEP模块中电子气模型的实现
6.6 电子气模型上有关积炭的反应
6.6.1 电子气模型上C的形成
6.6.2 电子气模型上C的消除
6.6.3 电子气模型上积炭的形成
6.6.4 电子气模型上C和O的迁移
6.7 电子气模型上有关积炭反应的综合分析
6.8 结语
参考文献
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