通过NMR在35.2T时发现的二次框架Al (IV) 位点的结构和催化特性

科学领域:

• 催化剂
• 材料科学
• 固态核磁共振光谱

背景情况:

• 酸性化物是石油化学过程中的关键催化剂.
• 了解活性位点的性质和分布是优化催化剂性能的关键.
• 之前的研究发现了桥梁酸位 (BAS),但缺乏对脱水状态中的其他潜在活性位的详细描述.

研究的目的:

• 在具有催化作用的条件下调查酸性中存在额外的框架位的存在和特征.
• 使用先进的核磁共振技术阐明这些部位的结构和电子特性.
• 将这些部位的存在与增强的催化活性相关联.

主要方法:

• 超高场 (35.2 T) 2D 27 H 相对应的NMR实验.
• 在多个场强度下进行Al MQMAS NMR.
• 一个MAS的NMR实验.
• 计算机建模和DFT计算.
• 作为探针反应的化物转移和n-hexane裂变反应.

主要成果:

• 在脱水的HZSM-5中识别和清晰分辨一个新的框架位,标记为Al ((IV) 2).
• 与已知的BAS相比,Al-IV-2现场表现出明显的化学转移和四极性参数.
• 这些地点与部分结合框架 (SiO) _4--Al(OH) 物种相关.
• 在化转移和n-hexane裂变中,Al (IV) - 2位点的存在显著增强了催化剂的反应性.
• 通过合成后处理可以控制Al-IV-2位点的数量.

结论:

• 在活性酸性焦化物催化剂中至少存在两种含有基的框架位.
• 新发现的Al ((IV) 2) 位点是增强催化活性的关键因素.
• 这些发现提供了关于热活性位结构及其在催化中的作用的基本见解.
• 在干燥HZSM-5上检测Al-H协会的能力为工艺条件下的催化剂表征开辟了新的途径.