文章摘要:通过实验和密度泛函理论，研究了水对CaO硫化反应加速作用的机理。实验结果显示，水对快速硫化反应阶段影响微弱，而慢速反应阶段水的加入会立刻提高反应速率。DFT计算表明，CaO表面生成CaSO₄产物层的能垒小于H₂O在CaO表面解离的能垒，可能是水对快速硫化反应阶段作用微弱的原因。无水情况下慢速反应阶段的控制步骤不是CaO和CaSO₄晶体内的固态离子扩散，而是在原产物层上生成新产物层时，CaSO₄表面Ca*离子向新产物层扩散的过程，其能垒为3.61 eV。吸附于CaSO₄表面的H₂O分子解离为H*和OH*后，将CaSO₄表面Ca*离子向新产物层扩散的能垒降低了1.98 eV，使慢速反应阶段决速步变为O^2-在CaSO₄晶体内的扩散，有水情况下硫化反应整体控制步骤能垒相比于无水情况降低了0.19 eV，以此加速硫化反应。

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项目基金:文章来源：《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/qikandaodu/2021/1212/2043.html