DFT studies on the heterogeneous oxidation of SO2 by oxygen functional groups on graphene

石墨烯 密度泛函理论 化学 环氧化物 氧化物 氧气 光化学 氢键 化学物理 催化作用 计算化学 材料科学 纳米技术 分子 有机化学
作者
Guangzhi He,Hong He
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [Royal Society of Chemistry]
卷期号:18 (46): 31691-31697 被引量:37
标识
DOI:10.1039/c6cp06665h
摘要

The heterogeneous oxidation of SO2 has been the subject of intense scrutiny in atmospheric chemistry because of the adverse effects of sulfate particles. Although it has been found that the soot particles with a graphene-like structure play an important role in the oxidation of SO2, little is known about the atomic-level mechanism involved. Here, we studied the oxidation of SO2 on oxygen-functionalized graphene using density functional theory (DFT) calculation. The results showed that SO2 is oxidized by the epoxide group via a two-step mechanism, where the C-O bond away from the SO2 is broken first, followed by the breaking of the other C-O bond and the synchronous formation of a new S-O bond. The energy barriers are significantly decreased when solvation free energies are involved, suggesting that humidity is favorable for promoting the oxidation by reducing the reaction barrier. The energy barriers for H2SO3 oxidation are much higher than that for SO2 oxidation, indicating that the direct conversion of SO2 to SO3 is the main pathway for the oxidation of SO2 by oxygen-functionalized graphene sheets in both the gas phase and solution. The reduced density gradient (RDG) analysis showed that the hydrogen bond formed between H2SO3 and epoxide groups enhances the stability of the reaction complex, and is responsible for the high energy barrier that has to be overcome for the reaction to proceed. These atomistic studies proposed a two-step mechanism for the oxidation of SO2 on the oxygen-functionalized graphene-like carbonaceous surfaces under ambient conditions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
赫鲁晓楠发布了新的文献求助10
2秒前
李文岐发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.4应助羽泉采纳,获得10
3秒前
3秒前
田様应助愤怒的树叶采纳,获得10
4秒前
4秒前
石博士发布了新的文献求助10
7秒前
musiuuu发布了新的文献求助10
8秒前
研友_Zzaoqn发布了新的文献求助20
9秒前
李文岐完成签到,获得积分10
9秒前
wei完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
molihuakai应助此生采纳,获得10
10秒前
害怕的胡萝卜完成签到 ,获得积分10
10秒前
万能图书馆应助yulk采纳,获得10
11秒前
汇价霸发布了新的文献求助10
12秒前
诚心萝完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
15秒前
涂汉文完成签到,获得积分10
15秒前
YTC关闭了YTC文献求助
15秒前
Owen应助热心市民小杨采纳,获得10
15秒前
狗狗饲养员完成签到 ,获得积分10
16秒前
李爱国应助陈ccc采纳,获得10
16秒前
16秒前
完美世界应助霖槿采纳,获得10
16秒前
16秒前
nemo发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
小乐儿~发布了新的文献求助10
19秒前
zxy应助完美背包采纳,获得10
20秒前
此生发布了新的文献求助10
21秒前
乐乐应助nan采纳,获得10
21秒前
愤怒的树叶完成签到,获得积分10
21秒前
怳然发布了新的文献求助20
21秒前
dzjin发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7329764
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8944133
关于积分的说明 18972658
捐赠科研通 6985046
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216550
关于科研通互助平台的介绍 2383224
邀请新用户注册赠送积分活动 2196140