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H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程的理论研究

左士颖 , 周丹红 , 任珏 , 王凤娇

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2012.20346

基于76T簇模型,采用量子力学和分子力学联合的ONIOM2 (B3LYP/6-31G(d,p):UFF)方法研究了H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程.结果表明,环己烯首先吸附在分子筛酸性位上,与酸性质子共同脱除一个H2分子后,在分子筛骨架氧上生成烷氧配合物中间体;然后再脱质子得到环己二烯,同时酸性位复原;再经历脱氢和脱质子历程,最后得到产物苯,并吸附在复原的分子筛酸性位上.计算得到脱氢的活化能依次为279.64和260.21kJ/mol,脱质子的活化能依次为74.64和59.14kJ/mol.所有脱氢反应都是吸热过程,生成表面烷氧活性中间体,随后的脱质子反应能垒较低,而且是放热过程.此外,比较了环己烯在分子筛酸性位上的三个竞争反应,即脱氢、质子化和氢交换反应的活化能垒,证明环己烯优先发生脱氢反应.

关键词: H-ZSM-5分子筛 , 环己烯 , 芳构化 , 脱氢 , 量子力学/分子力学

密度泛函理论研究分子筛相邻双酸性位对乙烯质子化反应的影响

任珏 , 周丹红 , 李惊鸿 , 曹亮 , 邢双英

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2011.10110

采用密度泛函理论B3LYP/6-31G(d,p)方法,研究了HZSM-5分子筛上不同酸性位以及相邻双酸性位对乙烯质子化反应的影响,考察了乙烯吸附、质子化反应过渡态和表面乙氧中间体的几何结构、原子电荷和相关能量.结果表明,存在紧邻酸性位的分子筛酸性明显减弱,乙烯分子的吸附能降低,但质子转移过渡态的活化能仅略有降低;次邻酸性位对酸性强度的影响很小,对乙烯质子化的影响也可忽略.乙烯质子化反应的活化能及表面乙氧中间体的生成能与酸强度没有必然关系,但与酸性位落位及周围的化学环境和空间环境有关.过渡态结构越接近碳正离子,活化能越高.

关键词: HZSM-5分子筛 , 乙烯质子化 , Br(o)nsted-酸性位 , 相邻酸性位 , 密度泛函理论

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