近日,中國科學院大連化學物理研究所(DICP)劉忠民教授領導的研究團隊揭示了沸石中鋁配位環(huán)境的動態(tài)演化過程。研究人員發(fā)現,用吡啶輕松處理可以迫使八面體配位Al回到四面體環(huán)境,這可以增加可用活性位點的數量并增強二甲醚的擴散,從而提高(四倍)二甲醚的反應性醚羰基化反應,延長催化劑壽命。

沸石中鋁配位環(huán)境的動態(tài)演化-國投盛世

然后,他們研究了絲光沸石中鋁配位環(huán)境的動態(tài)演變以及處理條件,發(fā)現在NH?4?-MOR樣品中所有Al物種都采用四面體骨架配位。NH?4?-MOR在煅燒后轉變?yōu)橘|子形式,導致形成布朗斯臺德酸位點(BASs)。同時,骨架四面體Al的一部分幾何形狀改變?yōu)榘嗣骟w配位,這被證明是骨架締合的Al,產生路易斯酸位點(LASs)。在吡啶吸附后,不同的8元環(huán)(MR)和12-MR拓撲空間中的不同Al物種與吡啶發(fā)生了復雜的相互作用。在12-MR通道中,吡啶分子與BASs鍵合,形成BASs-吡啶,從而使酸性位點中毒。此外,吡啶作用于八面體配位的Al物種,導致LASs-吡啶物種,將非骨架Al物種轉化為四配位。

他們觀察了吡啶對8-MR通道內BASs的吸附和解吸行為,發(fā)現在這種吡啶吸附條件下,吡啶對8-MR通道內的BASs沒有影響。相比之下,吸附的吡啶迫使8-MR中的八面體配位Al物質回到沸石骨架中,從而在8-MR通道中產生更多的BAS。因此,吡啶吸附有助于獲得在8-MR通道中具有更多骨架Al原子的MOR催化劑,并使12-MR通道中的酸性位點失活,從而增強二甲醚轉化率并延長沸石的使用壽命。