作者:孙丹宁 来源:中国科学报 发布时间:2022/12/9 15:28:11
选择字号:
中科院大连化学物理研究所
揭示MFI型分子筛限域环境下芳烃受阻运动机理

 

近日,中科院大连化学物理研究所研究员侯广进、研究员陈魁智团队,利用固体核磁共振(ssNMR)技术,研究了客体芳烃分子运动行为,并对分子筛孔道的限域效应提出了新的理解。相关成果发表在ACS Catalysis上。

分子筛独特的微孔孔道结构赋予其限域效应,对吸附分离和择型催化发挥重要作用。通常,分子筛限域效应随吸附分子尺寸和分子筛孔道尺寸临近而愈发显著,但考虑到分子筛骨架结构、酸性位点分布和吸附分子构型之间的复杂关联,在分子尺度上借助实验研究分子筛限域效应较为困难。MFI型分子筛独特的直通孔道、zigzag孔道及孔道交叉共存的环境,对以甲基取代苯为代表的芳烃分子具有独特的限域效应,因此芳烃相关的反应和失活机理受到广泛关注。

本工作中,研究人员借助2H NMR并结合DFT计算发现,体积较大的偏三甲苯在室温下即可被MFI型分子筛吸附并占据孔道交叉处。偏三甲苯的传输扩散在纯硅silicate-1中表现为沿直通孔道的一维扩散,在孔道交叉处表现为孔道结构关联的三维受阻运动行为。动力学过程速率由快到慢的顺序为甲基C3转动、朝向zigzag孔口112o翻转、朝向zigzag孔口和直通孔口间90o翻转、延直通孔道的跨孔扩散运动。研究还发现,在H-ZSM-5中,上述平动和转动行为受Br?nsted酸位吸附影响,进一步受阻。

该工作为MFI型分子筛对芳烃分子独特的限域效应提供了实验证据,对理解芳烃相关的反应和失活过程提供了新的见解。

相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acscatal.2c04646

 
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
40亿年前生命如何产生?室温水中找答案 另辟蹊径开发“水稻癌症”新型杀菌剂
高稳定太赫兹半导体双光梳研究获新突破 读论文查基金,助你2024申基成功!
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文