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| Mo/MCM-22分子筛碳化钼活性中心结构及甲烷活化机理的密度泛函理论研究 | |
| 引用本文： | 朱洪元,张元,周丹红,关静,包信和.Mo/MCM-22分子筛碳化钼活性中心结构及甲烷活化机理的密度泛函理论研究[J].催化学报,2007,28(2):180-186. |
| 作者姓名： | 朱洪元 张元 周丹红 关静 包信和 |
| 作者单位： | 1. 辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所,辽宁大连,116029 2. 辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所,辽宁大连,116029;中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室,辽宁大连,116023 3. 中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室,辽宁大连,116023 |
| 摘 要： | 应用密度泛函理论研究了Mo/MCM-22分子筛上碳化钼活性中心的几何结构和电子结构,以及甲烷在该活性中心上的活化机理. 设计了两种结构的活性中心模型: Mo(CH2)2(模型A)和Mo(CH)CH2(模型B); 它们都嫁接在MCM-22分子筛超笼边缘的T4位的Brnsted-酸性位上,用3T簇模型代替分子筛的骨架,对所设计的模型进行了几何结构优化和电子结构分析. 结构优化结果显示, Mo与CH2端基以双键结合,键长为0.18～0.19 nm, 而Mo与CH端基以叁键结合,键长为0.17 nm. 通过自然键轨道分析,证明中心钼原子以配位键与骨架氧原子结合. 根据前线分子轨道的分析,预测了甲烷活化反应将发生在甲烷分子的HOMO和钼活性中心的LUMO之间,即 C-H 键的电子流向 Mo-C 键的π*轨道. 甲烷 C-H 键发生异裂, H+和H3C-基团分别与 Mo-C 键上的Mo和C成键. 在模型A上,甲烷活化反应的活化能为119.97 kJ/mol; 在模型B上,甲烷的H原子可以分别结合到CH2端基和CH端基上,对应的活化能分别为91.37和79.07 kJ/mol. |
| 关 键 词： | MCM-22分子筛 碳化钼 密度泛函理论 甲烷 活化能 |
| 文章编号： | 0253-9837（2007）02-018007 |
| 收稿时间： | 2007-02-25 |
| 修稿时间： | 2006-08-30 |
Density Functional Theory Study on Structure of Molybdenum Carbide Loaded on MCM-22 Zeolite and Mechanism for Methane Activation |
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| ZHU Hongyuan,ZHANG Yuan,ZHOU Danhong,GUAN Jing,BAO Xinhe.Density Functional Theory Study on Structure of Molybdenum Carbide Loaded on MCM-22 Zeolite and Mechanism for Methane Activation[J].Chinese Journal of Catalysis,2007,28(2):180-186. | |
| Authors: | ZHU Hongyuan ZHANG Yuan ZHOU Danhong GUAN Jing BAO Xinhe |
| Institution: | 1.Institute of Chemistry for Functionalized Materials, College of Chemistry and Chemical Engineering, Liaoning Normal University, Dalian 116029, Liaoning , China ; 2 State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, The Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023 , Liaoning , China |
| Abstract: | |
| Keywords: | MCM-22 zeolite molybdenum carbide density functional theory methane activation energy |
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