CO2分子的成键结构特征与化学反应活性ppt课件.ppt

本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2分子的成键结构特征与化学反应活性汇报人： XXX本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标1、CO2：直线形，非极性分子2、CO2分子中的化学键：两个键：由C原子sp杂化轨道分别与两个氧原子的p轨道生成；两个离域键：由C原子上两个未参加杂化的p轨道从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩的发生重叠形成C-O键长介于碳氧双键和碳氧三键之间，从而缩短了碳-氧原子间的距离，使CO2中的碳氧键表现出一定程度的三键特征本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标碳的原子轨道本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。

氧的原子轨道本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标设2px 组中C的原子轨道为C( 2px) ,O 原子轨道为O( 2px) 和 O( 2px) , 离域轨道为 ( 2px) , 则原子轨道的线性组合如下 :( 2px) = c1O( 2px) + c2C( 2px) + c3O( 2px) 应该得到 3 个分子轨道 ,按照 HMO 方法可适用于处理含不同原子的无机共轭体系,得到相应的久期行列式为:式中O 和 C为 O 原子和 C 原子的库仑积分 H11(= H33) 和 H22 ,为 O 原子和 C 原子的交换积分解此久期方程得到 3 个离域分子轨道的 3 个能级为 :E1 = O- h E2 = O E3 = C + h（式中h = (O - C)2/ 4 + 221/2 - (C - O) / 2 , 显然 h 0）CO2离域轨道的能级计算本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。

燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标设与E1对应的成键离域轨道为(2px)1, 与E2对应的非键离域轨道为(2px)2,与E3对应的反键离域轨道为( 2px)3由于C原子C(2px)轨道的能量(-10.74eV) 比O原子O(2px) 轨道的能量(-15.91eV)高,所以画出(2px)轨道的能级图如下:2py组组成的(2py)轨道的 3 个分子轨道与(2px) 轨道是等价的 ,相关能量计算如下 :px，O2px，O1pxCO2离域轨道上电子的分配本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标 当形成53键时, 使体系能量降低为 :E1=(4O+C) - (2 E1 + 2 E2 + E3) = (O- C)/2 + (O- C)2/4 + 221/2当形成33键时 , 使体系能量降低为 :E2 =( 2O + C) - (2 E1 + E2)= 2(O - C)2/4 + 221/2当形成一个53键和一个33键时, 总的能量降低为:E(总)=E1+E2 =3 (O- C)2/4 + 221/2 - (C-O)/2, 当形成 2个43 键时 ,造成分子体系能量降低值为 :E = 2 (C + 3O) - (2E1 + 2E2) = 4(O -C )2/4 + 221/2则2个43与(53和33) 两种能量降低值之差为 : E = E - E (总) = (O - C)2/4 + 221/2+(C-O)/2 0显然 ,形成两个等价的43 键使体系的能量降低较多, 因而分子较为稳定。

本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标由于分子形成两个稳定的43 离域键, 导致CO2分子的化学活泼性较差？每个43 键有两个电子位于能量较低的成键离域轨道( 2px)1或( 2py)1上, 而另一对电子位于能量较高的非键 分子轨道 (2px)2 或 ( 2py)2 上将 E2 = O 代入行列式，并结合归一化条件求得: C2 = 0 , C1 = - C3 ,则有( 2px)2 = C1O(2px) - C1O( 2px)； (2py)2 = C1 O(2py) - C1O(2py)；说明这种键离域轨道是各由两个O原子提供的 2p 轨道组合成的, 属于非键轨道电子云主要束缚在两个O原子上, 而O原子的电负性较大, 因而这两对最高占有轨道上的电子的反应性相对较差, 导致CO2分子的化学活泼性较差；CO2中的碳原子为缺电子中心，其可以作为一个亲电体, 与亲核试剂，带电子基团发生反应CO2分子的化学反应活性本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。

燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标自然界CO2反应典型的酶分子1秒钟可催化1000个底物分子，但Rubisco每秒钟仅固定3分子CO2本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2 分子结结构决定了它是弱电电子给给予体及强的电电子受体；CO2的第一电电离能(13. 79eV)明显显大于等电电子构型的COS、CS2和N2O, 因此相对对而言CO2难难于给给出电电子; CO2具有较较低能级级的空轨轨道(2u)和较较高的电电子亲亲和能(38eV), 因此容易接受电电子由以上分析得知, CO2活化的有效途径：适当的方式输输入电电子； 在反应过应过 程中夺夺取其他分子的电电子, 也即作为为氧化剂剂加以利用CO2分子化学反应活性差的依据本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标电子供体高能量催化剂Sakakura et al Chem. Rev. 2007, 107, 2365-2387CO2分子的活化条件本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。

燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2分子的活化方式生物活化化学还原活化电化学还原活化光化学辐射活化配位活化热解活化光合作用暗反应与氢气的催化反应电化学还原活化TiO2光催化还原MOFs高温热解本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2分子的吸附金属单晶表面吸附活化：过渡金属中的 F e系元素和 P t系元素原子结构特点：随着核电荷的增加, 电子依次填充在次外层的 d 轨道上, 而最外层只有 12个电子，其外围电子构型为(n-1) dxns1-2( x = 110 ) 这些元素的第一电离能较低, 容易失去电子, 并且外层 d 为空轨道 另外对于金属晶体而言, 不同的晶面具有不同的质点密度和能量, 决定了各晶面的不同性质本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2分子在金属单晶表面的吸附活化 CO2分子在金属氧化物表面的吸附活化本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。

燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2分子的化学还原活化电子供体：贵金属等、B、B族元素能量输入：通常需要几百到上千摄氏度本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2分子的电化学还原活化电催化剂能促进多电子催化还原CO2 的反应，同时，可以有效降低CO2 还原反应的过电位，提高选择性和电流效率在反应过程中，催化剂是电子转移的载体 周天辰 何 川 张亚男 赵国华 化学进展 2012年10月 第24卷 第10期本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标草 酸CO甲 酸CO2分子的电催化还原Chem. Soc. Rev.,2013,42, 2423-2436本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2分子在掺氮纳米管电极表面的反应J. Am. Chem. Soc.2014, 136, 78457848本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。

燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2分子的光化学辐射活化光催化剂受到能量等于或高于自身禁带宽度的光照射；晶体内电子受到激发，使导带和价带上分别产生电子和空穴；在H2O存在的条件下，光生电子用于催化还原CO2，光生空穴则用于氧化H2O生成O2本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标在H2O存在的条件下，其还还原反应应机理如式(1)(6) 输输入的能量需符合上述热热力学势势能E，才有可能驱动驱动 反应进应进 行，产产生对应对应 的反应产应产 物能量输入E. Fujita et al, Coord. Chem. Rev. 185186 (1999) 373.本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标不同半导体的还原电势Adv. Mater. 2014, 26, 46074626本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。

燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标CO2在光催化剂表面的吸附形式a：直线型吸附； b：单齿碳酸盐； c：双齿碳酸盐； d、e：桥式碳酸盐Adv. Mater. 2014, 26, 46074626本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标异质结核壳结构Adv. Mater. 2014, 26, 46074626本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标过渡金属配合物的形成，能够改变配位体的。