SAPO-34分子篩中B酸對甲醇制烯烴反應的影響.pdf

1、SAPO-34分子篩因其具有獨特的孔道結構、中等強度的酸性、良好的穩(wěn)定性以及對低碳烯烴有較高的選擇性，從而被廣泛用于催化甲醇制烯烴（MTO）反應。SAPO-34分子篩的催化活性以及對產物的選擇性除了與其拓撲結構有關外，還與分子篩的酸性有關。SAPO-34分子篩中催化MTO反應的活性位主要是Br?nsted酸位。Br?nsted酸的變化會影響MTO反應的活性以及產物的選擇性。然而，影響 Br?nsted酸變化的因素較多，比如酸性位、酸強度

2、和酸密度等。而通過實驗手段無法明確單個因素對MTO反應的影響。SAPO-34分子篩的骨架中可能存在孤立Si和硅區(qū)這兩種不同的硅環(huán)境，而硅環(huán)境的不同會對Br?nsted酸造成影響，進而影響MTO反應的活性以及產物的選擇性。基于此，本文采用密度泛函理論方法研究了 SAPO-34分子篩中Br?nsted酸對MTO反應的影響，主要內容以及結論如下：
　?。?）通過研究硅區(qū)尺寸大小對 SAPO-34分子篩的穩(wěn)定性以及酸性的影響；明確了最穩(wěn)定

3、的硅區(qū)尺寸，以及影響酸性的因素。在SAPO-34分子篩合成過程中孤立的Si是最容易形成的，含Si5、Si9的硅區(qū)形成較容易。隨著硅區(qū)尺寸的增大，SAPO-34分子篩結構的穩(wěn)定性增強，酸性增強。結合酸性位周圍的微環(huán)境，給出了預測含硅區(qū)的SAPO-34分子篩酸性強弱的規(guī)則，影響酸性強度的因素如下：首先是與 Br?nsted酸位相連的第一層微環(huán)境Si–OH–Si>Si–OH–Al；其次是相鄰的第二層微環(huán)境，與Br?nsted酸位鄰近硅區(qū)內Si

4、原子所連Si的數目越多，酸性越強；與Br?nsted酸位鄰近的Al原子所連的Si的數目對酸強度影響不大；H所處的四個不等同的O位對酸性強度的影響較小。
　?。?）通過研究SAPO-34分子篩中局部結構（孤立Si、Si5硅區(qū)和脫硅）引起的酸性變化及其對MTO反應的影響，可知當SAPO-34分子篩骨架中形成硅區(qū)時，分子篩酸性增強，MTO反應過程中甲基化反應產生中間體的穩(wěn)定性提高。此外，SAPO-34分子篩中硅區(qū)的形成，提高了MTO的反