2019年7月27日,国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》在线刊发了课题组博士研究生何东霖题为“Understanding the catalytic acceleration effect of steam on CaCO3 decomposition by density function theory”的论文,秦昌雷副教授为该论文通讯作者。《Chemical Engineering Journal》是中科院SCI一区top期刊,2018年影响因子8.355。
对于燃煤供能的钙循环再生反应器,燃烧会产生5-20 vol %的水蒸气,从而对钙基材料的脱附产生明显影响。基于此,该工作通过实验考察了水蒸气浓度对吸附剂分解再生的影响规律,发现CaCO3的分解过程中引入水蒸气不仅使CaCO3的再生开始温度降低,同时提升了CaCO3的分解反应速率。进一步基于密度泛函理论,发现H2O在CaCO3表面上的桥位吸附并解离后,H离子与CO3中的O原子形成O-H键后弱化了O-H键中O原子与CO3中C原子连结的C-O键,进而降低了CaCO3分解并释放出CO2的反应能垒,从而加速了CaCO3的分解过程。
论文网址:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894719317516。