摘要：质子交换膜反应器反应条件温和、氢气传质阻力小,但产物抑制会导致产物积累和加氢性能下降,是一个具有挑战性的课题.本文采用分子动力学模拟从微观角度探究了模型反应马来酸加氢产生产物抑制的原因,提出乙醇缓解产物抑制的作用机制.通过分析非均相体系中相互作用能、吸附能和吸附形态学,发现产物琥珀酸弱的极性和电离能力及稍强的竞争吸附能力使得其倾向远离溶剂水而吸附在碳载体表面,是产物抑制的主要原因.而乙醇可以通过溶剂化作用和竞争吸附作用降低琥珀酸与碳载体亲和力并增强其与水的亲和力,添加1 mol/L乙醇时,琥珀酸在碳载体上吸附能降低了约1.0 kcal/mol,而与混合溶剂乙醇/水相互作用能增加了2.8 kcal/mol,这可以将琥珀酸从碳载体表面释放并进入溶液中,有效缓解产物抑制.乙醇缓解产物抑制的机制可以为竞争吸附剂的优选提供理论指导,进一步提高质子交换膜反应器的非均相加氢性能.

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