【摘 要】
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为探究石化行业中硫铁化合物自燃的微观机理，基于密度泛函理论建立了（FeS）m （m=1～6）团簇模型，计算O2在（FeS）m （m=1～6）团簇上的吸附性质与反应过程。吸附性质计算表明，O2倾向于吸附在Fe原子周围，随着FeS团簇尺寸增大，吸附能先增大后减小，当m=3时吸附能最大。O2吸附前后，（FeS）m （m=1～6）团簇的能隙均逐渐减小，其中（FeS）3团簇在所有吸附结构中能隙最小，化学活性
【基金项目】
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北京市自然科学基金（2214071）； 国家级大学生创新创业计划（URT）项目（2022J00089）； 北京市大学生科研训练项目（2021J00110）； 北京市博士后科研活动经费资助项目（2022-ZZ-049）；
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为探究石化行业中硫铁化合物自燃的微观机理，基于密度泛函理论建立了（FeS）m （m=1～6）团簇模型，计算O2在（FeS）m （m=1～6）团簇上的吸附性质与反应过程。吸附性质计算表明，O2倾向于吸附在Fe原子周围，随着FeS团簇尺寸增大，吸附能先增大后减小，当m=3时吸附能最大。O2吸附前后，（FeS）m （m=1～6）团簇的能隙均逐渐减小，其中（FeS）3团簇在所有吸附结构中能隙最小，化学活性最好。反应路径计算表明：反应分不同阶段，反应初期有FeSO、SO等产物形成，随着反应进行会生成S2和FeO，反应后期产物S2会受热氧化生成SO2。各阶段反应在动力学和热力学上均是可行的。分析认为FeS的氧化过程是一个自发的多阶段放热反应，FeS的氧化释放大量的热，引发S2的氧化反应，两步反应形成协同效应，加剧体系的反应进程，使反应体系不断积聚热量直至发生自燃。
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