近日,中国科学院大连化学物理研究所(DICP)刘忠民教授领导的研究团队揭示了沸石中铝配位环境的动态演化过程。研究人员发现,用吡啶轻松处理可以迫使八面体配位Al回到四面体环境,这可以增加可用活性位点的数量并增强二甲醚的扩散,从而提高(四倍)二甲醚的反应性醚羰基化反应,延长催化剂寿命。

沸石中铝配位环境的动态演化-国投盛世

然后,他们研究了丝光沸石中铝配位环境的动态演变以及处理条件,发现在NH 4 -MOR样品中所有Al物种都采用四面体骨架配位。NH 4 -MOR在煅烧后转变为质子形式,导致形成布朗斯台德酸位点(BASs)。同时,骨架四面体Al的一部分几何形状改变为八面体配位,这被证明是骨架缔合的Al,产生路易斯酸位点(LASs)。在吡啶吸附后,不同的8元环(MR)和12-MR拓扑空间中的不同Al物种与吡啶发生了复杂的相互作用。在12-MR通道中,吡啶分子与BASs键合,形成BASs-吡啶,从而使酸性位点中毒。此外,吡啶作用于八面体配位的Al物种,导致LASs-吡啶物种,将非骨架Al物种转化为四配位。

他们观察了吡啶对8-MR通道内BASs的吸附和解吸行为,发现在这种吡啶吸附条件下,吡啶对8-MR通道内的BASs没有影响。相比之下,吸附的吡啶迫使8-MR中的八面体配位Al物质回到沸石骨架中,从而在8-MR通道中产生更多的BAS。因此,吡啶吸附有助于获得在8-MR通道中具有更多骨架Al原子的MOR催化剂,并使12-MR通道中的酸性位点失活,从而增强二甲醚转化率并延长沸石的使用寿命。