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《催化学报》 2007年02期
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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

朱洪元  张元  周丹红  关静  包信和  
【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Brφnsted-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0.18~0.19nm,而Mo与CH端基以叁键结合,键长为0.17nm.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119.97kJ/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79.07kJ/mol.

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王仰东;王传明;刘红星;谢在库;;HSAPO-34分子筛上氧鎓叶立德机理的第一性原理研究[J];催化学报;2010年01期
2 孟禹;谷峰;王海彦;常勇;;碳化钼催化剂上的烷烃异构化研究[J];工业催化;2009年03期
3 胡兴邦;李浩然;;碳氢化合物的活化及氧化理论研究[J];化学进展;2009年04期
4 陶龙骧;;甲烷无氧芳构化的碳-氢键活化反应和Mo/分子筛催化剂[J];石油学报(石油加工);2010年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 初乃波;甲烷脱氢芳构化多级孔道催化剂及膜反应器研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 邢双英;Mo,W/HZSM-5催化剂的活性中心结构及甲烷活化反应机理的密度泛函理论研究[D];辽宁师范大学;2010年
2 宋录智;甲烷在金属表面解离的微观机理研究[D];太原理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王华,刘中民;甲烷直接转化研究进展[J];化学进展;2004年04期
2 鲍莹,周丹红,杨明媚,辛长波,武跃;MCM-22分子筛酸性的DFT理论计算研究[J];无机化学学报;2005年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;METHANE DIRECT CONVERSION TO ETHENE OVER Mo/SAPO-34 CATALYSTS[J];催化学报;1995年01期
2 ;METHANE ADSORPTION AT LOW TEMPERATURE OVER HZSM-5 ZEOLITE AND Mo/HZSM-5[J];催化学报;1995年01期
3 姜辉,崔巍,舒玉瑛,徐奕德;Mo/HZSM-5上甲烷芳构化的诱导期──钼物种的部分还原和碳物种的沉积[J];催化学报;1999年03期
4 吕元,徐竹生,林励吾,臧连发,高永敏,田志坚,张涛;甲烷芳构化的内标分析法与放大回收实验[J];催化学报;1999年03期
5 吕元,徐竹生,林励吾,臧连发,田志坚,刘伟成,张涛;担载型钼催化剂上的丙烷芳构化(英)[J];催化学报;1999年03期
6 舒玉瑛,马丁,田丙伦,徐奕德,包信和;甲烷在Mo/HZRP-1催化剂上无氧脱氢芳构化反应Ⅰ.Mo/HZRP-1催化剂的催化性能和积炭行为[J];催化学报;1999年03期
7 刘自力,林维明;甲烷在铕改性Mo/HZSM-5催化剂上的直接芳构化反应 Ⅱ.铕对催化剂中钼物种的影响[J];催化学报;1999年05期
8 吕功煊,丁彦,潘霞,李树本;水蒸气存在时Mo/HZSM 5催化剂上的甲烷芳构化反应性能[J];催化学报;1999年06期
9 ;Selective Dehydroaromatization of Methane to Benzene over Mo/MCM-49[J];催化学报;2001年06期
10 苏玲玲,张贺,王祥生,庄建勤,徐奕德,包信和;分子筛性质对Mo/HZSM-5催化剂上甲烷无氧脱氢芳构化反应的影响[J];催化学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 于善青;田辉平;代振宇;龙军;;稀土离子影响Y型分子筛酸性的理论计算[A];第十八届全国稀土催化学术会议论文集[C];2011年
2 高亚娜;高俊文;张勇;;甲烷无氧芳构化反应研究[A];第八届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2011年
3 杨媛媛;姚本镇;刘殿华;房鼎业;;Mo/HZSM-5上甲烷无氧芳构化催化剂制备的研究[A];上海市化学化工学会2006年度学术年会论文摘要集[C];2006年
4 顾立军;马丁;姚颂东;张贺;申文杰;包信和;;ZSM-5与SiC原位水热复合及其在甲烷芳构化反应中的独特性能[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
5 刘宪春;韩秀文;舒玉瑛;徐奕德;包信和;;Mo/HZRP-1分子筛催化剂的MAS NMR表征[A];第十届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1998年
6 杨俊;张铭金;邓风;;固体核磁共振研究甲烷在Mo/HZSM-5上的芳构化反应(英文)[A];第十二届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2002年
7 白杰;刘盛林;谢素娟;徐龙伢;林励吾;;甲烷芳构化反应中Mo/MCM-22和Mo/ZSM-5催化剂的比较[A];中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C];2003年
8 李永刚;柳林;黄秀敏;申文杰;包信和;徐奕德;;预处理温度对NH_4 F改性Mo/HZSM-5催化剂上甲烷无氧芳构化反应的影响[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
9 徐奕德;包信和;林励吾;;钼基分子筛催化剂上甲烷无氧芳构化的研究进展[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
10 曹亮;邢双英;张佳;王伊蕾;王善鹏;;理论计算研究分子筛微孔内烯烃低聚择形催化机理[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏永刚;晶格氧部分氧化甲烷制取合成气的基础研究[D];昆明理工大学;2008年
2 张安杰;Ni基催化剂上甲烷二氧化碳重整制合成气的研究[D];大连理工大学;2011年
3 温存;稀土氧化物催化甲烷催化燃烧反应的研究[D];华东理工大学;2011年
4 任冬梅;甲烷无氧芳构化Mo/ZSM-5催化剂的成型研究[D];大连理工大学;2011年
5 袁山东;MoCx/HZSM-5催化剂上甲烷和丁烷的芳构化反应研究[D];中国科学院大连化学物理研究所;2001年
6 王华;组合多相催化技术及其在甲烷与小分子化合物耦合反应中的应用[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
7 王红霞;钼基催化剂上水蒸气处理对甲烷芳构化活性的影响及积碳性质研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
8 白杰;甲烷芳构化催化剂稳定性的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
9 苏玲玲;甲烷在Mo基分子筛催化剂上的无氧芳构化反应:分子筛的酸性和孔结构作用的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
10 王建国;等离子体转化甲烷之实验与密度泛函理论研究[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢双英;Mo,W/HZSM-5催化剂的活性中心结构及甲烷活化反应机理的密度泛函理论研究[D];辽宁师范大学;2010年
2 曹亮;H-ZSM-5分子筛上乙烯芳构化过程中C4至苯的反应机理[D];辽宁师范大学;2010年
3 王超;MCM-49分子筛的合成及磷改性[D];华东理工大学;2011年
4 苏晓渊;MCM-22分子筛的合成、改性及其在处理染料废水中的应用研究[D];景德镇陶瓷学院;2011年
5 高开迪;致密膜反应器中MDA及POM偶合StR反应的研究[D];大连理工大学;2011年
6 钱吉;MCM-22分子筛的后处理及表征研究[D];大连理工大学;2011年
7 胡慧晔;多级结构ZSM-5分子筛制备及甲烷无氧芳构化膜反应性能的研究[D];大连理工大学;2011年
8 樊衍昕;CH_4-CO_2在Zn/H-ZSM-5分子筛上的共转化反应研究[D];兰州大学;2011年
9 陈国通;甲烷和氮气一步法合成氨催化剂的制备及催化性能研究[D];新疆大学;2011年
10 冯夕悦;煤、气联合制甲醇的环境影响研究[D];新疆农业大学;2011年
【同被引文献】
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1 黄伟,王晓红,王建平,阴丽华,谢克昌;CH_4-CO_2两步反应直接转化合成含氧化合物的研究[J];催化学报;2001年04期
2 谢克昌,黄伟,王晓红,阴丽华;CH_4-CO_2两步反应直接合成含氧有机物的研究——添加氢的影响[J];催化学报;2003年03期
3 黄伟,刘桂英,阴丽华,谢克昌;“短接触”CH_4-CO_2两步反应和CO_2加氢研究[J];催化学报;2004年06期
4 刘红梅,申文杰,刘秀梅,包信和,徐奕德;分子筛的酸处理对Mo/HZSM-5催化甲烷无氧芳构化反应性能的影响[J];催化学报;2004年09期
5 刘红梅,申文杰,包信和,徐奕德;一种获得高活性和高稳定性甲烷无氧芳构化Mo/HZSM-5催化剂的前处理方法(英文)[J];催化学报;2005年10期
6 李永刚;黄秀敏;柳林;刘秀梅;申文杰;包信和;徐奕德;;NH_4F改性MO/HZSM-5催化剂上的甲烷无氧芳构化反应:预处理温度影响的进一步研究[J];催化学报;2006年02期
7 靳广洲;朱建华;樊秀菊;孙桂大;高俊斌;;镍助剂对碳化钼催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能的影响[J];催化学报;2006年10期
8 王锐;徐恒泳;陈燕馨;李文钊;;载体对Rh基催化剂上甲烷解离活性的影响[J];催化学报;2007年04期
9 章日光;黄伟;王宝俊;;Co/Pd催化剂上CH_4/CO_2等温两步反应直接合成乙酸的热力学[J];催化学报;2008年09期
10 刘社田,徐奕德,郭燮贤,王林胜,谢茂松;甲烷在MoO_3/HZSM-5分子筛催化剂上的非氧催化转化[J];催化学报;1995年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 白杰;甲烷芳构化催化剂稳定性的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
2 黄伟;CH_4-CO_2两步反应直接合成乙酸研究[D];太原理工大学;2003年
3 刘红艳;Ni基双金属催化的CH_4/CO_2重整反应中积碳问题的研究[D];太原理工大学;2012年
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1 刘芝花;钯和金表面小分子吸附及分子间相互作用的量子化学研究[D];南昌大学;2011年
【二级引证文献】
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1 张琳;田鹏;苏雄;樊栋;王德花;刘中民;;核壳型SAPO-34/AlPO-18分子筛的制备及生长机理[J];催化学报;2012年10期
2 苗永霞;杨新丽;刘建平;;钼在催化中的应用[J];化工进展;2011年11期
3 李会学;李志锋;郑仁慧;;二甲基氯鎓离子(CH_3Cl~+CH_3)及其复合物的理论研究[J];科学通报;2010年31期
4 邢爱华;林泉;朱伟平;岳国;;甲醇制烯烃反应机理研究进展[J];天然气化工(C1化学与化工);2011年01期
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1 孙勇;铁配合物活化氧分子及相关烯烃氧化反应的量化研究[D];浙江大学;2011年
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1 龚婷;混合碳四催化裂解制丙烯和乙烯[D];西北大学;2011年
2 高开迪;致密膜反应器中MDA及POM偶合StR反应的研究[D];大连理工大学;2011年
【二级参考文献】
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1 方学平,李树本,林景治,禇衍来;甲烷在W-Mn体系催化剂上氧化偶联制乙烯[J];分子催化;1992年06期
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2 刘妮;王小芳;翟高红;方忠;;苍术酮氧化机理的密度泛函研究[J];计算机与应用化学;2010年07期
3 国永敏;耿静漪;李宝宗;;米力农互变异构的理论计算[J];计算机与应用化学;2009年03期
4 王文;;6-氯烟酰胺的异构化和质子迁移理论研究[J];河南师范大学学报(自然科学版);2009年03期
5 邢双英;周丹红;曹亮;李新;;Mo/ZSM-5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;2010年04期
6 国永敏;李宝宗;;氨力农互变异构的理论研究[J];计算机与应用化学;2007年08期
7 张冬菊,庄炳游,刘永军,胡海泉,刘成卜;非金属氧化-还原对MO_2/MO_2~-(M=N,S,Cl)的电子转移反应动力学[J];高等学校化学学报;2001年05期
8 倪哲明;毛江洪;潘国祥;胥倩;李小年;;Pd催化甲醇裂解制氢的反应机理[J];物理化学学报;2009年05期
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1 薛念华;陈兆旭;丁维平;;H/D交换技术测定固体酸B酸性的理论(DFT)和实验研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
2 陈玉红;张材荣;康龙;罗永春;;(XB_2)_2(X=Al,Be,Na,Mg)团簇结构与性质的密度泛函研究[A];第十三届全国原子与分子物理学术会议论文集[C];2006年
3 陈玉红;康龙;张材荣;罗永春;;(LiN_3)_n(n=1~2)团簇结构与性质的密度泛函研究[A];第十四届全国原子与分子物理学术会议论文专辑[C];2007年
4 李玮琨;郭杨龙;龚学庆;李会英;卢冠忠;P.Hu;;烷烃燃烧中重要反应的密度泛函研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
5 姜晓庶;Walter R.L.Lambrecht;;半导体非线性光学材料的第一性原理研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
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7 胡建明;程文旦;李俊篯;;HCN、HNC和CO在Cu(100)表面共吸附的密度泛函研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
8 苗常青;李思殿;;硼羰基化合物B_m(BO)_n(m=2-4,n=4-10)从头计算理论研究[A];中国化学会第26届学术年会理论化学方法和应用分会场论文集[C];2008年
9 崔树稳;朱如曾;闫红;;碳纳米管填充和润湿的密度泛函研究[A];中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会第十二届学术年会论文集[C];2008年
10 庄志萍;王旭;赵冰;;4,4'-偶氮吡啶在银上表面增强拉曼光谱密度泛函理论研究[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年
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2 北京方圆润智营销顾问有限公司首席顾问 刘永炬;市场成熟了渠道怎么做[N];中国乡镇企业报;2004年
3 ;新型快速固化胶粘剂研究[N];中国包装报;2002年
4 王瑞;CCS助燃脱硫剂研制成功[N];中国有色金属报;2005年
5 记者 李宏乾;“973”计划新能源研发传捷报[N];中国化工报;2010年
6 山东省沾化县第一中学 李亚男;浅谈“化学反应原理”与必修1、2知识的合理衔接[N];学知报;2011年
7 石太能;身体补碘要科学[N];中国石油报;2003年
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9 石太能;补碘要讲科学[N];大众卫生报;2003年
10 王成云 张伟亚 杨左军;PVC食品包装膜中增塑剂DEHA的迁移行为[N];中国包装报;2009年
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1 张月胜;若干分子磁体及磁性强关联体系的第一性原理研究[D];华中科技大学;2005年
2 李德华;炸药爆轰参数、生成热及爆热的理论研究[D];四川大学;2005年
3 颜力楷;Linquist型,Stranberg型及Keggin型多金属氧酸盐衍生物性质的密度泛函理论研究[D];东北师范大学;2006年
4 阚二军;新型磁性材料的第一性原理计算与设计研究[D];中国科学技术大学;2008年
5 贺伟;纳米及表面体系分子吸附的理论研究[D];中国科学技术大学;2008年
6 闫秀芬;硝基芳烃衍生物结构—毒性定量关系和致毒机理的理论研究[D];南京理工大学;2007年
7 徐臣;甲烷无氧芳构化载体的研究[D];吉林大学;2010年
8 金朋;富勒烯金属包合物的密度泛函理论研究[D];大连理工大学;2010年
9 吕存琴;甲胺和甲烷在不同催化剂表面裂解的密度泛函理论研究[D];太原理工大学;2010年
10 于永明;羟烷基聚硅氧烷热降解反应动力学的理论研究[D];山东大学;2006年
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1 马洪坤;生物小分子多通道质子转移的理论研究[D];曲阜师范大学;2007年
2 王令光;镍表面台阶结构和吸附氧对甲烷解离过程影响的DFT研究[D];天津大学;2005年
3 王瑞存;金小团簇的结构演化和相对论效应[D];河北师范大学;2009年
4 冯晓琴;乌洛托品制备RDX硝解机理的理论研究[D];中北大学;2008年
5 王飞;GaAs(114)表面电子结构和面心立方金属表面扩散的计算和理论研究[D];郑州大学;2005年
6 严彬;多孔介质中复杂流体吸附行为的自由能密度泛函研究[D];南京工业大学;2005年
7 侯永;A1的等温物态方程研究[D];国防科学技术大学;2004年
8 魏娜然;新金刚石晶体结构及电子结构的第一性原理研究[D];大连理工大学;2006年
9 尹东学;滴流床反应器中亚硝酸乙酯合成新工艺研究[D];天津大学;2004年
10 冯丽霞;几种氟代烷烃与自由基抽氢反应的直接动力学研究[D];陕西师范大学;2006年
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