苯和甲醇在H-ZSM-5催化剂上甲基化的反应机理

李玲玲 陈韧 戴戬 孙野 张作良 李晓亮 聂小娃 宋春山 郭新闻

引用本文: 李玲玲,  陈韧,  戴戬,  孙野,  张作良,  李晓亮,  聂小娃,  宋春山,  郭新闻. 苯和甲醇在H-ZSM-5催化剂上甲基化的反应机理[J]. 物理化学学报, 2017, 33(4): 769-779. doi: 10.3866/PKU.WHXB201612162 shu
Citation:  LI Ling-Ling,  CHEN Ren,  DAI Jian,  SUN Ye,  ZHANG Zuo-Liang,  LI Xiao-Liang,  NIE Xiao-Wa,  SONG Chun-Shan,  GUO Xin-Wen. Reaction Mechanism of Benzene Methylation with Methanol over H-ZSM-5 Catalyst[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(4): 769-779. doi: 10.3866/PKU.WHXB201612162 shu

苯和甲醇在H-ZSM-5催化剂上甲基化的反应机理

  • 基金项目:

    辽宁省教育厅科学研究一般项目基金(L2014503),辽宁省自然科学基金项目(201602403),辽宁科技学院博士科研启动基金项目(1406B08)及国家自然科学基金项目(21503027)资助

摘要: 采用“our own-N-layered integrated molecular orbital + molecular mechanics”(ONIOM)和密度泛函理论(DFT)结合的方法,在5T、12T、104T9和104T12 H-ZSM-5 模型中研究了苯和甲醇甲基化的分步和协同机理。描述了中间体物种和过渡态的结构。考察了H-ZSM-5催化剂Brø;nsted (B)酸强度对苯和甲醇甲基化反应机理的影响。反应活化能结果表明,在B酸强度更强的H-ZSM-5 催化剂上,苯和甲醇甲基化反应更容易发生,反应活化能更低。随着B酸强度增强,分步机理的反应活化能比协同机理的反应活化能降低的更多。B酸强度增强对分步机理更有利。当分步机理成为主导反应路径时,分步机理中甲醇脱水步骤生成的甲氧基中间体进一步生成大体积烃类的副反应会导致H-ZSM-5 催化剂因积炭而失活。合理调变H-ZSM-5 催化剂的酸强度对提高催化剂的催化活性和稳定性有重要意义。

English

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  • 发布日期:  2016-12-16
  • 收稿日期:  2016-10-31
  • 修回日期:  2016-12-16
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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