Dynamisk udvikling af aluminiumskoordinationsmiljøer i mordenitzeolit

Zeolitter er vigtige i mange kemiske syntese og petrokemiske processer. De økonomiske og miljømæssige krav motiverer den vedvarende udforskning af zeolitstruktur-ydelsesforholdet og det rationelle design af katalysatorer.

For nylig afslørede et forskerhold ledet af prof. Liu Zhongmin fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS) den dynamiske udvikling af aluminiumskoordinationsmiljøer i mordenit (MOR) zeolit.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition den 1. august.

Forskerne fandt ud af, at en let behandling med pyridin kunne tvinge den oktaedriske koordination Al tilbage i et tetraedrisk miljø, hvilket kunne øge antallet af tilgængelige aktive steder og øge diffusionen af ​​dimethylether og dermed forbedre (fire gange) reaktiviteten af ​​dimethyl. ethercarbonyleringsreaktion og forlængelse af katalysatorers levetid.

Derefter undersøgte de den dynamiske udvikling af aluminiumskoordinationsmiljøer i mordenitzeolit ​​sammen med behandlingsbetingelser.

De fandt ud af, at alle Al-arter vedtog tetraedrisk rammekoordination i NH₄ -MOR prøve. NH₄ -MOR omdannet til protonform efter kalcinering, hvilket fører til dannelsen af ​​Brønsted-syresteder (BAS). I mellemtiden blev en del af rammeværkets tetraedriske Al ændret geometri til den oktaedriske koordination, hvilket blev demonstreret som skeletassocieret Al, hvilket gav Lewis-syresteder (LAS'er).

Ved pyridinadsorption forekom forskellige Al-arter i forskellige 8-leddet ring (MR) og 12-MR topologiske rum komplekse interaktioner med pyridin. I 12-MR-kanalen blev pyridinmolekylet bundet til BAS'er, og dannede BAS'er-pyridin, og derved forgiftede syrestederne. Ydermere virkede pyridin på den oktaedriske koordination Al-arter, hvilket forårsagede LASs-pyridin-arterne, som omdannede ikke-ramme-Al-arterne til tetrakoordination.

De observerede adsorptions- og desorptionsadfærden af ​​pyridin på BAS'erne i 8-MR-kanalen og fandt, at der ikke var nogen effekt på BAS'erne i 8-MR-kanalerne af pyridin i denne pyridinadsorptionstilstand. I modsætning hertil tvang adsorberet pyridin den oktaedriske koordinations-Al-art i 8-MR tilbage i zeolitstrukturen, hvilket gav flere BAS'er i 8-MR-kanalen.

Derfor var pyridinadsorptionen nyttig til at opnå en MOR-katalysator med flere ramme Al-atomer i 8-MR-kanalen, og syrestederne i 12-MR-kanalen blev deaktiveret, hvilket øgede dimethylether-omdannelsen og forlængede levetiden af ​​protonisk MOR. zeolit. + Udforsk yderligere

Direkte omdannelse af CH3Cl til eddikesyre gennem en carbonyleringsreaktion