Al、Fe在絲光沸石的落位及其酸性的量子化學(xué)研究.pdf

1、分子篩是主要的吸附分離材料、離子交換材料與催化材料,在石油化工、煤化工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。研究吸附質(zhì)在分子篩孔道中的吸附對于研究催化反應(yīng)活性和選擇性等至關(guān)重要。隨著計算機技術(shù)和一些計算軟件的發(fā)展,量子化學(xué)計算方法在研究分子篩的結(jié)構(gòu)、酸性、吸附等方面取得了成功。國內(nèi)外的許多工作者對其它類型的分子篩進行了大量研究,但是對絲光沸石的研究報道卻比較少。
　　本工作采用量子化學(xué)密度泛函(DFT)和色散校正密度泛函(DFT-D2)的理論計算

2、方法對Al和Fe同晶取代進入絲光沸石骨架中的可能的落位及其對氨氣和吡啶分子的吸附情況進行了研究,進而表征了絲光沸石的酸性。
　　1.對比了DFT和DFT-D2兩種方法的計算結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)在DFT中引入范德華作用的DFT-D2計算方法更能準確地描述分子間的相互作用。
　　2.研究了Al和Fe進入絲光沸石骨架后的存在位置以及電荷平衡質(zhì)子可能存在的位置。研究發(fā)現(xiàn):
　　(1)從能量的角度分析說明,Al同晶取代進入絲光沸石骨架

3、最容易取代T2位,電荷平衡質(zhì)子與O5結(jié)合最穩(wěn)定;Fe進入絲光沸石優(yōu)先取代T1位,電荷平衡質(zhì)子與O6結(jié)合能量最低即最穩(wěn)定。我們可以看到電荷平衡質(zhì)子的存在位置直接影響到了Al、Fe取代位的穩(wěn)定性。
　　(2)由于Al、Fe進入絲光沸石骨架四個不同T位的取代能的差值都很小,考慮到取代位的多重性,我們可以得出,Al和Fe可以分布在絲光沸石骨架四個T位的任何一個上。
　　3.研究了氨氣和吡啶分子在H-AlMOR和H-FeMOR分子篩中

4、的吸附情況,并對吸附復(fù)合物的平衡構(gòu)型、吸附能等數(shù)據(jù)進行分析,進而對其酸性進行了表征,我們得到了以下結(jié)論:
　　(1)氨氣在 H-AlMOR分子篩中最穩(wěn)定的吸附位是 Al-T2O5-NH3,在 H-FeMOR分子篩中最穩(wěn)定的吸附位是Fe-T2O5-NH3。
　　(2)吡啶在H-AlMOR分子篩中最穩(wěn)定的吸附位是Al-T1O6-py,在H-FeMOR分子篩中最穩(wěn)定的吸附位是Fe-T2O3-py。
　　(3)氨氣和吡啶分子在

5、H-AlMOR和H-FeMOR分子篩中Br?nsted酸位上的吸附比在Lewis酸位上的吸附更穩(wěn)定。
　　(4)吸附復(fù)合物的優(yōu)化結(jié)果表明氨氣和吡啶分子在H-AlMOR和H-FeMOR分子篩中Br?nsted酸位上吸附后均得到質(zhì)子化結(jié)果。
　　(5)根據(jù)吸附能計算結(jié)果表明,氨氣和吡啶在H-AlMOR分子篩上的吸附能絕對值都大于在 H-FeMOR分子篩上的吸附能絕對值。因此,H-AlMOR分子篩的酸性要比H-FeMOR分子篩的酸