金属改性分子筛催化剂上苯与乙烯烷基化反应的量子化学研究

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1、金属改性分子筛催化剂上苯与乙烯烷基化反应的量子化学研究学位论文完成日期：指导教师签字：之臣甄答辩委员会成员签字：青岛科技大学研究生学位论文IUlIlUlIIIIIIIlUIIIY2553193金属改性分子筛催化剂上苯与乙烯烷基化反应的量子化学研究摘要在计算机科学和软件技术，迅速崛起和发展的今天，理论模拟已经成为重要且高效的化学研究方法，它使得化学的整个领域发生了巨大的变革和进步。理论研究催化剂在其参与的反应过程中表现出一定的化学优势，理论研究成为实验研究的必要补充和辅助工具。一般研究分子筛的方法是实验方法，论文采用不同于一般研究分子筛的方法，采用DFT的理论

2、计算方法，研究了Ga对HZSM．5、Hbeta分子筛进行改性以及改性后的分子筛酸性强度的变化。研究Ga改性对分子筛酸性的影响，主要是通过对质子亲和势、碱性探针分子在分子筛上的吸附能以及酸性位O．H的频率振动等指标的研究，阐明了Ga改性HZSM．5、Hbeta分子筛催化剂降低了分子筛的酸性强度。通过采用ONIOM3和DFT理论计算方法，研究了苯与乙烯在HZSM．5，Hbeta及它们的Ga改性分子筛上的吸附行为。通过分层计算的方法，建立四种分子筛的团簇模型，并且分别研究了苯、乙烯在分子筛上的吸附行为。得到了苯与乙烯在分子筛上吸附的结构参数与吸附能，并且通过计算得

3、出苯与乙烯更易于在Ga改性的分子筛上吸附的结论。选取12T簇模型模拟分子筛的结构，采用B3LYP／6．31G(d，p)方法研究Ga改性Hbeta分子筛上，苯与乙烯烷基化的反应机理。对Hbeta分子筛，Ga／Hbeta分子筛Bronsted酸催化苯与乙烯烷基化反应机理的探讨，从苯与乙烯在分子筛上的共吸附，乙苯的吸附能以及反应活化能角度，对苯与乙烯烷基化的反应机理进行了研究。苯与乙烯在Al／Hbeta、Ga／Hbet分子筛上的共吸附能分别是．17．17kcal／mol、．16．06kca／mol。未改性分子筛以及改性分子筛烷基化反应的活化能分别是43．53kca

4、／mol、39．74kcaJmol，计算结果表明Ga改性有利于苯与乙烯烷基化反应的进行，Ga改性HZSM．5、Hbeta分子筛提高了分子筛催化剂的活性。关键词：分子筛苯乙烯吸附ONIOM3DFT反应机理金属改性分子筛催化剂上苯与乙烯烷基化反应的量子化学研究Ⅱ青岛科技大学研究生学位论文THETHEORYOFB即时ZENEALKYLAⅡONMTHETHYLENEONGAMODIFIEDZEOLITECATAIYSISABSTRACT。Withtherecentadvancesofcomputerscienceandsoftwaretechnique，theore

5、ticalcomputationalsimulationhasbecomeallimportantmethodforresearchintothemicroscopicofchemicalreactions．Ithasbroughtaboutmajorchangesandprogressesinthewholechemistryfield．Theoreticalcalculationhadshownsomeadvantagesinthestudyofcatalyticreaction，thusbecomingacomplementarytoolforexpe

6、rimentalcatalysisresearch．Inthisthesis．theDFTtheoreticalcalculationmethodwasemployedtostudytheGamodifiedHZSM．5andHbetazeolites．BystudyingBronstedacidofzeolitesandmodifiedzeolitesbyprotonaffinity,adsorptionenergyandtheO-Hfrequencyofvibration．theGa／HZSM．5、SacidityiSweakerthanAl／HZSM．

7、5、SandGa／Hbeta、SacidityiSweakerAl／}Ibeta、Swereclarified．TheONIOM3andDFTtheoreticalcalculationmethodswereemployedtostudytheabsorptionbehaviorofbenzeneandethyleneonthefourdifferenttypesofzeolites．Weestablishfourzeolitesclustermodel．andbeneneandethylenewereseparatelycalculatedonthezeo

8、liteadsorption，byexamining