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Zeolite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。
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。