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Chem：大連化物所展恩勝、申文杰團隊揭示絲光沸石分子篩孔道酸性位催化二甲醚羰基化分子機制

來源：中國科學院大連化學物理研究所      2022-10-10
導讀：近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室催化反應化學研究組（501組）展恩勝副研究員、申文杰研究員等與中科院精密測量科學與技術創新研究院徐君研究員、鄧風研究員等合作，在絲光沸石（MOR）催化二甲醚羰基化反應的活性位點鑒別和調控方面取得新進展。
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MOR是二甲醚羰基化反應的重要催化劑，其活性與8-MR孔道的總酸量相關。盡管理論計算表明，T3-O9是唯一活性位點，但實驗上鑒別和定量描述不同T位點酸性特征和催化機制仍面臨挑戰。
本工作中，科研人員首先通過分步晶化法合成了片狀結構MOR，該MOR表現出優異的催化活性，醋酸甲酯收率達到0.72gMA·gcat.-1·h-1（473K、2MPa）。隨后，科研人員利用二維固體核磁技術和DFT計算確定了骨架鋁原子在T1至T4分布，發現該片狀結構絲光沸石8-MR孔道的鋁原子富集在T3位，動力學研究發現該酸性位的反應速率高達7.2molMA·molT3-Al-1·h-1（473K、1MPa）。隨后，科研人員調變不同MOR樣品的T1至T4位分布，發現位于8-MR窗口的T4酸性位也具有催化作用，但其活性只有T3位的1/4，從實驗上證明T3位在催化二甲醚羰基化反應中的主導作用。該工作從原子尺度定量描述了絲光沸石分子篩8-MR孔道T位的催化反應化學，也深化了對沸石分子篩催化劑活性位結構的認知。
相關研究成果以“Experimental Identification of the Active Sites over a Plate-Like Mordenite for the Carbonylation of Dimethyl Ether”為題，于近日發表在Chem上。該工作的共同第一作者是中國科學院大連化學物理研究所501組博士研究生熊志平和中科院精密測量科學與技術創新研究院齊國棟副研究員。上述工作得到了國家自然科學基金等項目的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.09.002
參考資料：http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202209/t20220930_6519484.html

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