近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室催化反應(yīng)化學(xué)研究組副研究員展恩勝、研究員申文杰等與中科院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院徐君研究員、鄧風(fēng)研究員等合作，在絲光沸石（MOR）催化二甲醚羰基化反應(yīng)的活性位點(diǎn)鑒別和調(diào)控方面取得新進(jìn)展。
大連化物所揭示絲光沸石分子篩孔道酸性位催化二甲醚羰基化分子機(jī)制
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(jì)算表明，T3-O9是唯一活性位點(diǎn)，但實(shí)驗(yàn)上鑒別和定量描述不同T位點(diǎn)酸性特征和催化機(jī)制仍面臨挑戰(zhàn)。
本工作中，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(jì)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(shí)驗(yàn)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)研究成果以“Experimental Identification of the Active Sites over a Plate-Like Mordenite for the Carbonylation of Dimethyl Ether”為題，于近日發(fā)表在Chem上。該工作的共同第一作者是大連化物所博士研究生熊志平和中科院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院齊國棟副研究員。上述工作得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
