2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、SAPO-34分子篩因其具有獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)、中等強(qiáng)度的酸性、良好的穩(wěn)定性以及對(duì)低碳烯烴有較高的選擇性,從而被廣泛用于催化甲醇制烯烴(MTO)反應(yīng)。SAPO-34分子篩的催化活性以及對(duì)產(chǎn)物的選擇性除了與其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)外,還與分子篩的酸性有關(guān)。SAPO-34分子篩中催化MTO反應(yīng)的活性位主要是Br?nsted酸位。Br?nsted酸的變化會(huì)影響MTO反應(yīng)的活性以及產(chǎn)物的選擇性。然而,影響 Br?nsted酸變化的因素較多,比如酸性位、酸強(qiáng)度

2、和酸密度等。而通過實(shí)驗(yàn)手段無法明確單個(gè)因素對(duì)MTO反應(yīng)的影響。SAPO-34分子篩的骨架中可能存在孤立Si和硅區(qū)這兩種不同的硅環(huán)境,而硅環(huán)境的不同會(huì)對(duì)Br?nsted酸造成影響,進(jìn)而影響MTO反應(yīng)的活性以及產(chǎn)物的選擇性?;诖?,本文采用密度泛函理論方法研究了 SAPO-34分子篩中Br?nsted酸對(duì)MTO反應(yīng)的影響,主要內(nèi)容以及結(jié)論如下:
 ?。?)通過研究硅區(qū)尺寸大小對(duì) SAPO-34分子篩的穩(wěn)定性以及酸性的影響;明確了最穩(wěn)定

3、的硅區(qū)尺寸,以及影響酸性的因素。在SAPO-34分子篩合成過程中孤立的Si是最容易形成的,含Si5、Si9的硅區(qū)形成較容易。隨著硅區(qū)尺寸的增大,SAPO-34分子篩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng),酸性增強(qiáng)。結(jié)合酸性位周圍的微環(huán)境,給出了預(yù)測(cè)含硅區(qū)的SAPO-34分子篩酸性強(qiáng)弱的規(guī)則,影響酸性強(qiáng)度的因素如下:首先是與 Br?nsted酸位相連的第一層微環(huán)境Si–OH–Si>Si–OH–Al;其次是相鄰的第二層微環(huán)境,與Br?nsted酸位鄰近硅區(qū)內(nèi)Si

4、原子所連Si的數(shù)目越多,酸性越強(qiáng);與Br?nsted酸位鄰近的Al原子所連的Si的數(shù)目對(duì)酸強(qiáng)度影響不大;H所處的四個(gè)不等同的O位對(duì)酸性強(qiáng)度的影響較小。
  (2)通過研究SAPO-34分子篩中局部結(jié)構(gòu)(孤立Si、Si5硅區(qū)和脫硅)引起的酸性變化及其對(duì)MTO反應(yīng)的影響,可知當(dāng)SAPO-34分子篩骨架中形成硅區(qū)時(shí),分子篩酸性增強(qiáng),MTO反應(yīng)過程中甲基化反應(yīng)產(chǎn)生中間體的穩(wěn)定性提高。此外,SAPO-34分子篩中硅區(qū)的形成,提高了MTO的反

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