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絲光沸石分子篩催化二甲醚羰基化分子機(jī)制獲揭示
作者：孫丹寧 來源：中國科學(xué)報
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近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所副研究員展恩勝、研究員申文杰等與中科院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院研究員徐君、研究員鄧風(fēng)等合作，在絲光沸石（MOR）催化二甲醚羰基化反應(yīng)的活性位點鑒別和調(diào)控方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在Chem上。
MOR是二甲醚羰基化反應(yīng)的重要催化劑，其活性與8-MR孔道的總酸量相關(guān)。盡管理論計算表明，T3-O9是唯一活性位點，但實驗上鑒別和定量描述不同T位點酸性特征和催化機(jī)制仍面臨挑戰(zhàn)。
該工作中，科研人員首先通過分步晶化法合成了片狀結(jié)構(gòu)MOR，該MOR表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性，醋酸甲酯收率達(dá)到0.72gMA·gcat.-1·h-1（473K、2MPa）。隨后，科研人員利用二維固體核磁技術(shù)和DFT計算確定了骨架鋁原子在T1至T4分布，發(fā)現(xiàn)該片狀結(jié)構(gòu)絲光沸石8-MR孔道的鋁原子富集在T3位，動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)該酸性位的反應(yīng)速率高達(dá)7.2molMA·molT3-Al-1·h-1（473K、1MPa）。隨后，科研人員調(diào)變不同MOR樣品的T1至T4位分布，發(fā)現(xiàn)位于8-MR窗口的T4酸性位也具有催化作用，但其活性只有T3位的1/4，從實驗上證明T3位在催化二甲醚羰基化反應(yīng)中的主導(dǎo)作用。
該工作從原子尺度定量描述了絲光沸石分子篩8-MR孔道T位的催化反應(yīng)化學(xué)，也深化了對沸石分子篩催化劑活性位結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.09.002