密度泛函理论结合固体核磁共振谱学研究SSZ-39分子筛骨架铝分布与Br(o)nsted酸性关系

• 作者: 孔海宇 陈翰迪 喻瑞 张维萍
• 来源期刊: 分子催化
• 关键词: SSZ-39分子筛 密度泛函理论 固体核磁共振 铝分布 Br(o)nsted酸强度
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Articles
• 页码范围: 215-225
• 页数: 11页
• 分类号: O643.32
• 语种: 中文
• DOI: 10.16084/j.issn1001-3555.2021.03.002

摘要

含铜的SSZ-39分子筛(AEI拓扑结构)在机动车尾气氨气选择性催化还原(NH3-SCR)反应中性能优异,其中SSZ-39分子筛的骨架铝分布与对应的Br(o)nsted酸性质对反应性能影响至关重要.我们通过密度泛函理论计算同时结合固体核磁共振谱学实验探究了高硅和富铝SSZ-39分子筛骨架Al位置以及与相应Br(o)nsted酸强度之间的关系.通过比较骨架铝在不同位置的取代能发现,高硅H-SSZ-39分子筛的骨架铝主要以孤立Al形式存在,同晶取代后落位在T3位上,其相应的Br(o)nsted酸质子与O7结合时最稳定.而富铝SSZ-39分子筛的骨架铝主要以NNNN与NNN序列的2Al形式存在,当两个骨架铝原子分别位于六元环和四元环对位的T3位上时体系能量最低,此时两个Br(o)nsted酸质子指向分子筛的超笼和八元环孔道.在最优构型下计算质子亲核势、NH3吸附态微观结构与脱附能以及吸附氘代乙腈后1H NMR化学位移来表征Br(o)nsted酸性,发现随着SSZ-39分子筛铝含量增加相应的Br(o)nsted酸含量增加,而Br(o)nsted酸强度趋于减弱.这些理论计算结果与NH3-TPD及吸附氘代乙腈的1H MASNMR实验结果一致,为调控SSZ-39分子筛酸性以及合理设计高效催化剂提供了依据.