基于密度泛函理论(DFT),在M06-2 X/6-311 G(d)基组水平下,研究了钙和羟基在焦炭还原N2O 过程中的作用.采用了Zigzag焦炭模型及钙和羟基修饰后的焦炭模型对N2O 还原反应过程进行模拟.结果表明:整个反应过程分为三个阶段,N2O 的吸附、N2 的析出以及 C(O)配合物的解吸,三种模型的决速步均位于C(O)配合物解吸阶段;动力学结果表明,随着反应温度升高,反应速率常数增大,温度升高对N2O-C反应有促进作用;根据传统过渡态理论(TST)计算得到,原始Zigzag 焦炭模型及钙和羟基修饰后的焦炭模型异相还原 N2O 的反应活化能分别为 450.1 kJ/mol,420.4 kJ/mol和 406.3 kJ/mol,表明钙和羟基对焦炭还原 N2O 均有促进作用;钙和羟基促进焦炭还原N2O 反应的机理不同,钙吸附到焦炭表面,向焦炭转移电子使焦炭带有更多的负电荷,增加了焦炭边缘活性位点的反应活性,决速步的能垒降低,整个反应的放热增加,羟基修饰后整个反应的放热减少,并且N2O—C反应路径发生改变,解吸产物由 CO 转变为 CO2,降低了焦炭表面含氧配合物的解吸能垒,促进了焦炭对N2O 的还原.