HFAU分子筛酸性位协同作用机制的理论研究

FAU分子筛中Br?nsted酸（简称B酸）的性质在催化过程中起着关键的作用。采用周期性密度泛函理论（DFT）的方法模拟了HFAU(H)和HFAU(3H)分子筛的稳定结构，分别考察了单Al位点（isolated Al site）和双Al位点（Al pairs site）的结构特性和电子性质及两种位点B酸位的本征酸性。通过分析B酸位的几何结构参数、电荷性质及去质子化能发现isolated Al位点的B酸位具有相似的酸强度，Al pairs位点的B酸酸性会有一定程度的变化。随后以噻吩分子为探针进一步研究了B酸位间的协同作用机制。结果发现，噻吩在Al pairs位点的吸附能明显高于isolated Al位点（-267 kJ·mol-1 VS-224 kJ·mol-1），通过对电子性质的分析发现isolated Al位点B酸位会与噻吩作用活化部分C=C键，而Al pairs位点中的两个B酸位会同时与噻吩分子作用，使包括S—H键在内的整个噻吩环均发生了电子的重排。此项工作从电子层面揭示了B酸位的本征特性及B酸位间的协同作用机制。