基于模板效應(yīng)對(duì)MCM-22分子篩酸性的理論計(jì)算研究.pdf

1、分子篩中骨架鋁原子的含量和分布直接關(guān)系到催化劑的性能和Bronsted酸(B-酸)的強(qiáng)度.盡管實(shí)驗(yàn)上可以利用固體核磁共振或紅外光譜來檢測(cè)硅和鋁原子的分布,但是仍無法準(zhǔn)確定位.文獻(xiàn)表明鋁原子在分子篩中的分布不是隨機(jī)的,而是受分子篩合成過程中使用的模板劑影響.研究模板劑分子在分子篩孔道內(nèi)的分布和落位,對(duì)于闡明骨架鋁在分子篩內(nèi)的分布以及B-落位具有重要的意義.MCM-22是一種包含兩套相互獨(dú)立孔道體系的分子篩,由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和催化性能正引起

2、人們的日益重視.該論文的研究工作就是通過計(jì)算模板劑六次甲基亞胺(HMI)與分子篩骨架之間的主客體作用對(duì)MCM-22中的酸性進(jìn)行研究.整篇論文分為兩部分:第一部分通過分子力學(xué)能量最低化方法、蒙特卡各方法以及分子動(dòng)力學(xué)方法確定模板劑分子在MCM-22分子篩孔道中的溶位;第二部分運(yùn)用量子力學(xué)方法的密度泛函理論,計(jì)算了模板劑分子與分子篩各個(gè)可能酸性位之間的相互作用,并進(jìn)行比較,最終得到最可能的骨架鋁落位以及酸落位.分子力學(xué)、蒙特卡洛以及分子動(dòng)力

3、學(xué)模擬結(jié)果均表明模板劑分子能夠穩(wěn)定地嵌入在MCM-22分子篩的超籠、窗口和正玄孔道中.密度泛函理論精確地計(jì)算了模板劑與分子篩之間的相互作用,同時(shí)考慮Al替代能及去質(zhì)子化能,最終發(fā)現(xiàn)在MCM-22分子篩的8種不同晶體結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的中心原子位上,有利于鋁取代的位置穩(wěn)定性順序?yàn)門1>T4>T8>T5>T3,T2是最不利于鋁取代的位置.超籠中的T位(T1,T4,T5)為Al替代的可能性較大,即形成B-酸的可能性較大;正弦孔道中的T位(T8,T3,