分子筛Br(?)nsted酸性的理论计算表征

作     者：鲍莹 

作者单位：辽宁师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周丹红

授予年度：2005年

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：MCM-22 分子筛 Bronsted 酸 DFT 计算 探针分子 过渡态 

摘      要：理论计算作为一种有效的方法被广泛的应用在分子筛的研究中,它使得该研究进入到了原子的水平。本论文将利用量子力学中的密度泛函理论(DFT)计算表征MCM-22分子筛的Br?nsted酸性。通过计算替代能、质子亲和势以及探针分子与分子筛酸性位的相互作用,探讨MCM-22分子筛上骨架Al在8个不同T位的分布和Br?nsted酸的落位及强度。所有计算都基于分子筛的8T簇模型(HSiO)Si-O(H)-T(OSiH)(T=Si, Al),采用BLYP/DNP 或B3LYP/6-31G**的方法。计算得出如下结论:骨架Al 最有可能的落位在12MR 超笼中的T1、T4 位和10MR 正弦孔道中的T3、T8 位;最可能的B-酸位在Al1-O3-Si4,Al4-O3-Si1,Al3-O11-Si2 和Al8-O10-Si2 桥基上;T1、T4位的酸性强度接近,但高于T3、T8 位的酸性。 通过C2H4在MCM-22 分子筛的两种孔道中发生质子化反应过程的理论计算,结合计算得到的反应能量及活化能,得出结论: CH的质子化反应容易发生在12MR 超笼中。 对ZSM-5分子筛Br?nsted酸性的研究表明T6、T9和T12位的酸性差别不大。对比其和MCM-22分子筛的酸性得出:ZSM-5分子筛的T6、T9和T12位的Br?nsted酸性介于MCM-22分子筛12MR超笼和10MR正弦孔道之间,更接近于12MR超笼中的T1、T4 位,所以说两种分子筛酸性强度接近。这与实验得到了一致的结论。