H-ZSM-5分子筛上乙烯芳构化过程中C4至苯的反应机理
本论文通过理论计算研究了H-ZSM-5分子筛上乙烯芳构化反应中C4至苯的反应机理。研究采用包含分子筛孔道结构的78T簇模型，应用量子力学和分子力学组合的ONIOM2(B3LYP/6-31G(d，p)：UFF)的方法。主要取得了如下几方面的结果：
(1)表面正丁基烷氧络合物(C4)作为乙烯二聚反应的产物，遵循间歇反应历程，首先脱质子生成1-丁烯，然后1-丁烯在分子筛的酸性位上再与乙烯加成，得到结合在分子筛表面的3-甲基戊基烷氧络合物中间产物。该烷氧络合物脱除质子给分子筛，同时环化生成甲基环戊烷，后者再与分子筛酸性质子共同脱除氢气，生成不稳定的碳正离子中间体，然后重构成环己烷正离子。1.丁烯与乙烯加成反应的活化能为130.71 kJ/mol；3-甲基戊基烷氧络合物脱氢环化生成甲基环戊烷的活化能为122.06 kJ/mol。
(2)环己烷碳正离子作为(C6)中间体，再与分子筛发生一系列的脱氢质子、脱氢气的反应，最后生成苯。分子筛酸性位作为催化活性中心，反复成为质子的给体和受体，并且有相邻碱性骨架氧的协同作用。这一过程中，脱氢质子的活化能分别为41.8kJ/mol，49.03 kJ/mol和18.31 kJ/mol，脱氢气的活化能分别为205.95 kJ/mol和264.97kJ/mol。
(3)利用不同的计算方法，分析比较了反应物分子与骨架原子之间的范德华作用和静电作用，探讨了分子筛孔穴的禁闭效应，及其对乙烯芳构化的择形选择性的作用。
辽宁师范大学
硕士
物理化学
周丹红
2010
中文
O625.11
32
2011-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）