丙烷、丁烷是短链式烷烃，这两种烷烃具有较高惰性，难以转化。其中丁烷分子能够脱氢生成丁烯、丁二烯，通常四个碳的烯烃是合成各种化学品中非常重要的原料，有鉴于此，斯洛文尼亚国家化学研究所Blaž Likozar、Matej Huš等报道了通过基于第一性原理对丁烷脱氢反应进行粒径、反应时间等多尺度建模，具体对Cr₂O₃界面上的反应进行测试。

本文要点：

（1）

对C₄H₁₀分子中108种反应步骤进行研究，对反应生成1-丁烯、2-丁烯、1-丁炔、2-丁炔、丁二烯、丁烯炔等产物的反应进行详细探索。在计算过程中，将可能发生的破裂、积碳反应同样进行考察。从而对反应随温度、反应时间变化过程的情况实现了非常详细的探索。

（2）

在DFT计算过程中引入Hubbard U参数，对反应能量变化、动力学过程进行了深入考察。通过平均场微动力学、动力学Monte Carlo模拟，设计了合适的动力学模型。

（3）

通过对催化剂担载量、表面积、反应器参数（大小、流速等）考察，对反应宏观发生情况进行测试，进而对催化转化反应的转化率、产物选择性、催化活性随时间变化情况等实验情况进行模拟计算。

参考文献

Drejc Kopač, Damjan Lašič Jurković, Blaž Likozar*, and Matej Huš*, First-Principles-Based Multiscale Modelling of Nonoxidative Butane Dehydrogenation on Cr₂O₃(0001), ACS Catal. 2020 , 10, XXX, 14732–14746

DOI: 10.1021/acscatal.0c03197

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03197