H-ZSM-5分子筛催化二甲苯异构化的反应机理

李玲玲 聂小娃 宋春山 郭新闻

引用本文: 李玲玲, 聂小娃, 宋春山, 郭新闻. H-ZSM-5分子筛催化二甲苯异构化的反应机理[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201302063 shu
Citation:  LI Ling-Ling, NIE Xiao-Wa, SONG Chun-Shan, GUO Xin-Wen. Isomerization Mechanismof Xylene Catalyzed by H-ZSM-5 Molecular Sieve[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201302063 shu

H-ZSM-5分子筛催化二甲苯异构化的反应机理

  • 基金项目:

    新世纪优秀人才项目(NCET-04-0268)资助和大连理工大学网络与信息化中心高性能计算部支持 (NCET-04-0268)

摘要:

采用密度泛函理论(DFT)和ONIOM方法, 研究了H-ZSM-5分子筛上二甲苯异构化机理. 描述了中间体物种和过渡态的结构. 反应物吸附和产物脱附对二甲苯异构化的反应趋势有重要影响. 反应活化能的计算结果表明, 在H-ZSM-5分子筛延伸的孔道结构中, 异构化反应沿着生成间二甲苯的方向进行. 但是较高的脱附能使生成的间二甲苯滞留在分子筛孔道中,其进一步异构化生成对二甲苯具有动力学优势. 对二甲苯产物在分子筛孔道的酸中心上可选择性生成. 在H-ZSM-5分子筛外表面, 不受延伸孔道结构的静电限制时, 二甲苯异构化生成间二甲苯产物, 其可以很容易从活性位上脱附. 非选择性异构化降低了对二甲苯的选择性. 因此, 对H-ZSM-5分子筛外表面改性能够抑制二甲苯的非选择性异构化, 因此限制了反应在分子筛孔道中进行, 提高了对二甲苯的选择性. 二甲苯异构化相对反应速率常数的计算结果也表明, 在分子筛外表面上, 生成间二甲苯的异构化反应速率较快. 升高反应温度会降低对二甲苯的选择性.

English

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  • 发布日期:  2013-03-25
  • 收稿日期:  2012-12-04
  • 网络出版日期:  2013-02-06
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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