收藏本站
《苏州大学》 2001年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

沸石与乙烯相互作用的理论研究

夏其英  
【摘要】: 论文分为两个部分。 第一部分首次用分子动力学(MD)模拟研究了乙烯于不同温度(300K、 400K、500K、600K、700K)下在沸石H[Al]ZSM-5孔道中的扩散特性。 沸石作为分子筛和催化剂在化学化工中应用极其广泛。国内外对沸 石合成、结构、性能和催化机理的研究一直很活跃。90年代以来,分子 动力学(MD)开始被用于模拟有机分子在沸石孔道中的扩散行为,已有 不同力场模型的MD法研究甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯和乙炔等分子 在全硅沸石MFI中扩散行为的报道。乙烯与沸石的作用一直是研究的热 点,但对乙烯在硅铝沸石H[Al]ZSM-5中扩散的研究较少,而温度的影响 至今未见其它报道。 本文首先用Delft分子力学(DMM)获得全优化的H[Al]ZSM-5骨架 结构,其中铝对硅的同晶取代均在T2位,每2个结构单元有4个Bronsted 酸位。将16个乙烯分子均匀分布于优化过的2个结构单元的H[Al]ZSM-5 沸石孔道中,并按柔性分子处理。沸石骨架作刚性处理,并用边界条件 模拟其骨架的周期性。采用MD NVE模拟计算首次获得了体系在不同温度 下的静态和动态信息,如动能、势能、总能量、均方平均位移、扩散系 数、相互作用能和吸附热等数据。随着温度由300K升高到700K,动能、 势能、总能量均增加,而乙烯分子与H[Al]ZSM-5沸石的非键相互作用减 弱,乙烯分子的总扩散系数由2.60增加到12.78×10~(-9)m~2s~(-1)。通过 Arrhenius曲线,首次得到乙烯在沸石H[Al]ZSM-5中扩散活化能为 6.31kJ mol~(-1),表明乙烯分子在沸石H[Al]ZSM-5孔道中容易扩散。总结 出规律性的同时,也发现了一些特殊情况,在400K、500K、600K和 700K下沿y轴方向较沿x轴方向扩散快,而在300K下情况则相反。 摘要 沸石与乙烯相互作用的理论研究 第二部分用量子力学闪uantum Mechanics)研究沸石原子簇结构及 其与乙烯的相互作用。 ..晕耶有助力场辜犁所甩朱前报道的m工作是在乙烯分子和沸石 骨架间没有电荷转移的假设下进行的,但事实上两者相互作用时必有电 荷的转移丫本文这一部分的工作便是对上一部分的补充。 八十年代起,就有报道采用半经验分子轨道法研究沸石原子簇的结 构特征及其与小分子如:水、氨、乙烯等的相互作用。进人九十年代, 从头计算法的报道日益增多。 第H部分运用半经验刚3法获得了一系列原子簇比St刁(H)-Al(OH人, &St-O(H)--AI(OH)eiH。,thsi--O仰oil(OSio)o,(HO。Si--0(H)--AI(OH)s. (HO)。S i一0(H)AI(OH)。OSifu,(HO)3Si--0(H)AI(OH)。OSi(OH)。)及其吸附乙 烯后优化结构。结果表明各原子簇的Br加sted酸位处的衍、AI、0Q)喂 和H基本共平面。和非Brsnsted酸位相比,St-0(3)和AI--0(3)键长较长, 而ZSioQM 变小,0O)H键长变化不大。沸石原子簇吸附乙烯分子后,; 非极性分子乙烯逐渐向沸石原子簇的Brsnsted酸位靠近,且在酸位的作 用下成为极性分子,C--C键长和ZCCH增加了,沸石酸位的0o)十键长 增加。Brbosted酸位处0o)原于上电荷的绝对值变大,H、St和AI原子 上的电荷有些增加。乙烯分子中c-C键级减小,。电子由乙烯分子向沸 石骨架转移。 综上所述,本文首次采用分子动力学模拟考察了温度对乙烯在沸石 H[AIESM6中扩散行为的影响,获得了一系列的动态和静态特性。量子 力学研究则表明乙烯和沸石骨架相互作用的结果是乙烯向Brsnsted酸位 靠近,JT电子由乙烯分子向沸石骨架转移。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O643.3

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨金枝;分子模拟分析醇水在MFI沸石膜中渗透时的吸附与扩散现象[D];厦门大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 武光军;杨雅莉;王贵昌;章福祥;关乃佳;;ZSM-5分子筛氮化的密度泛函理论研究[J];催化学报;2008年03期
2 张佳;周丹红;倪丹;;H-ZSM-5分子筛上的乙烯二聚反应机理的理论计算研究[J];催化学报;2008年08期
3 王善鹏;王伊蕾;曹亮;邢双英;周丹红;;ZSM-5分子筛中相邻酸性位的酸性强度及其对乙烯质子化反应影响的理论计算[J];催化学报;2009年04期
4 聂小娃;刘新;宋春山;郭新闻;;H-ZSM-5分子筛上苯与乙醇和乙烯烷基化反应的理论研究[J];催化学报;2009年05期
5 曹亮;周丹红;邢双英;李新;;HZSM-5分子筛上乙烯芳构化过程中C4至C6中间体的反应机理[J];催化学报;2010年06期
6 左士颖;周丹红;任珏;王凤娇;;H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程的理论研究[J];催化学报;2012年08期
7 武光军;王鑫;于爱敏;王贵昌;杨雅莉;章福祥;关乃佳;;含氮ZSM-5分子筛骨架中氮取代位置的密度泛函计算[J];高等学校化学学报;2008年12期
8 ;Delft Molecular Mechanics Study on the Structures of Monoclinic MF Iand H[ Al] ZSM-5[J];结构化学;1999年05期
9 李萌萌;董秀芹;张敏华;;P改性ZSM-5分子筛的结构及酸性变化[J];计算机与应用化学;2012年02期
10 金放;吴桂英;吴元欣;郭嘉;李永丹;;杂原子MFI分子筛羟基结构与Brφnsted酸强度的研究[J];武汉工程大学学报;2009年09期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 聂小娃;分子筛及离子液体Br(?)nsted酸催化芳香化合物烷基化反应机理的理论计算研究[D];大连理工大学;2011年
2 李延锋;镧改性ZSM-5分子筛的结构、水热稳定性及其催化性能的理论研究[D];北京化工大学;2011年
3 丁冰晶;短链烃类在离子交换ZSM-5分子筛上催化转化反应的量子化学研究[D];北京化工大学;2008年
4 武光军;含氮ZSM-5分子筛的制备、表征、应用及密度泛函理论研究[D];南开大学;2009年
5 孙林平;纳米HZSM-5分子筛上焦化苯烷基化合成乙苯的研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 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
2 鲍莹;分子筛Br(?)nsted酸性的理论计算表征[D];辽宁师范大学;2005年
3 张元;Mo/HZSM-5催化剂的活性中心结构及催化活性的理论研究[D];辽宁师范大学;2007年
4 杨金枝;分子模拟分析醇水在MFI沸石膜中渗透时的吸附与扩散现象[D];厦门大学;2007年
5 张佳;H-ZSM-5分子筛上乙烯二聚反应机理的理论研究[D];辽宁师范大学;2008年
6 姜淑君;金属改性ZSM-5分子筛催化性能的量子化学研究[D];北京化工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱建华,王 英,徐 杨;沸石在环境保护中的新应用[J];安全与环境学报;2001年01期
2 蒋南,袁淑萍,秦张峰,王建国,焦海军,李永旺;胺类分子在LiMOR分子筛中吸附的量子化学研究[J];催化学报;2004年10期
3 曹建劲;沸石活化及其在水处理中的应用研究[J];重庆环境科学;2003年12期
4 陈新,平郑骅,府寿宽,龙英才;高硅ZSM-5沸石填充硅橡胶膜的研究(Ⅱ)——渗透蒸发性质的影响因素[J];高等学校化学学报;1993年09期
5 何少华,黄仕元,金必慧;沸石在水和废水处理中的应用[J];矿业工程;2004年01期
6 杨柳青,温鹏宇,吉向飞,窦莉生,窦涛;沸石分子筛材料在医药领域中的应用[J];化工新型材料;2004年04期
7 吉青,杨小震;分子力场发展的新趋势[J];化学通报;2005年02期
8 卞江,陈志达,吴瑾光;氢键和质子传递研究进展[J];化学通报;1997年04期
9 金文正,汪文川;Stockmayer流体在活性炭孔中的吸附的分子模拟[J];化学学报;2000年06期
10 董维阳,程晓维,成云飞,龙英才;定向含硼MFI型沸石膜对纯气体的渗透性以及对乙醇/水体系的分离选择性[J];化学学报;2004年16期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 林德昌;全硅沸石与有机分子相互作用的模拟计算及低硅沸石结晶行为的研究[D];复旦大学;2003年
2 刘新;金属熔化过程与表面吸附的计算化学研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 何丽新;广西辉沸石的吸附与离子交换性能及其应用研究[D];广西师范大学;2002年
2 吉向飞;沸石分子筛的离子交换反应及其应用于吸附剂和抗菌剂的研究[D];太原理工大学;2003年
3 李世刚;分子筛晶内吸附和扩散的模型化研究[D];北京化工大学;2004年
4 孙书勇;超临界反应体系在MCM-22中及苯在碳纳米管中的吸附与扩散的分子模拟[D];北京化工大学;2003年
5 李翠红;分子筛吸附剂对甲醛分子吸附性能的研究[D];大连理工大学;2005年
6 周彦明;非平衡分子动力学在炭膜气体分离中的研究[D];大连理工大学;2006年
7 张翠萍;多吡啶类手性金属配合物与含Wobble错配DNA相互作用的分子模拟研究[D];山西大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨立强;不同污渍在棉织物上的吸附及脱附研究[D];江南大学;2012年
2 奚丽萍;改性苯丙乳胶涂层防腐性能及其分子动力学模拟的研究[D];江苏科技大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈平;各种沸石催化降解聚苯乙烯的研究[J];辽宁石油化工大学学报;2004年01期
2 董家禄,张伟峰,须沁华;正已烷在酸性沸石催化剂上的蒸汽裂解反应[J];南京大学学报(自然科学版);1996年03期
3 孙洪敏,杨为民,陈庆龄;在AB-96沸石催化剂上苯与乙烯气相烷基化反应工艺条件的研究[J];石油炼制与化工;2001年05期
4 蒋文焕;分子筛[J];精细石油化工进展;1999年09期
5 伊红亮,施至诚,李才英,汪燮卿;催化热裂解工艺专用催化剂CEP-1的研制开发及工业应用[J];石油炼制与化工;2002年03期
6 郭颀;谢朝钢;;甲醇在ZRP分子筛上转化为轻烯烃的研究[J];石油炼制与化工;2005年09期
7 武传昌,缪承明,秦关林;La浸渍改性的HZSM-5沸石上乙苯乙烯烷基化反应的研究[J];催化学报;1991年03期
8 白信来,王公慰,郑禄彬;交换沸石催化剂上乙烯聚合反应的研究——Ⅱ.NiX沸石催化乙烯二聚反应中镍离子与乙烯分子的相互作用[J];催化学报;1987年02期
9 李北芦,梁娟,孙金凤,李宏愿,刘宝祥;在改性ZSM-5沸石上从甲醇合成低碳烯烃[J];催化学报;1983年03期
10 李长智;制备乙烯的新方法[J];绵阳师范高等专科学校学报;1997年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 祝方明;邹昊;伍青;;α-二亚胺镍/MAO催化乙烯/环戊烯共聚合[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
2 宋科明;潘锦;高海洋;伍青;;离子液体负载双水杨醛亚胺镍配合物催化乙烯低聚研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
3 周文兵;朱端卫;;沸石载体复混肥对作物的增产效应及机制研究[A];全国第九届新型肥料开发与应用技术交流会论文资料集[C];2004年
4 李雪莉;江志裕;;含锂沸石Li-FER提高PEO聚合物电解质电导率的研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
5 封孝信;冯乃谦;韩冬;;粉煤灰与沸石的复合对ASR的影响[A];HPC2002第四届全国高性能混凝土学术研讨会论文集[C];2002年
6 周仕禄;肖协忠;恽之瑜;徐佳卉;朱建华;;微孔沸石对卷烟烟气中苯并[a]芘去除的机理研究[A];中国烟草学会2004年学术年会论文集[C];2004年
7 龙金林;颜桂炀;吴寿德;王绪绪;刘平;付贤智;;HZSM-5沸石的表面酸性和光催化氧化活性[A];2004年全国太阳能光化学与光催化学术会议论文集[C];2004年
8 郭丽华;高海洋;伍青;;不对称取代吡啶亚胺铁催化剂催化乙烯聚合研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
9 姜健准;谢伦嘉;张明森;亢宇;赵思源;;ZSM-5/MCM-41介微孔复合分子筛的制备及应用研究[A];中国化学会第27届学术年会第11分会场摘要集[C];2010年
10 胡哲;;养鲜技术在冰箱上的应用[A];2001年全国空调器、电冰箱(柜)及压缩机学术交流会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 董学清;中国对乙烯需求巨大[N];国际商报;2003年
2 陶炎;扬子石化抓住烯烃市场好转增产乙烯[N];中国石化报;2009年
3 钟大海 徐红;茂名石化乙烯单月产量创新高[N];中国石化报;2010年
4 陶炎;“4.5+1.5”运行模式挖掘装置潜能[N];中国石化报;2010年
5 世经;重启“大乙烯”要看下游胃口[N];中国包装报;2009年
6 记者 刘妮;50万吨/年催化热裂解制乙烯项目在沈投产[N];沈阳日报;2009年
7 刘昕;中沙合作建天津百万吨乙烯项目[N];国际商报;2009年
8 记者 柳悦 通讯员 董波;百万吨乙烯项目总投资过半[N];天津日报;2008年
9 本报记者 周一兵 陈付;持续创新改造 成就燕化乙烯[N];中国石化报;2008年
10 本报记者 庞利萍 陈国兴;炼油乙烯:抓龙头保供给优化发展[N];中国化工报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 万丽云;乙烯反应因子OsDERF1调控水稻耐逆性的分子机理[D];中国农业科学院;2011年
2 张春玲;乙烯、脱落酸和AtMYB44在HrpN_(Ea)诱导植物生长与抗虫防卫信号传导过程中的作用[D];南京农业大学;2009年
3 顾采琴;Ca~(2+)、CaM及其目标酶与乙烯诱导番茄和草莓果实成熟衰老关系的研究[D];浙江大学;2003年
4 林德昌;全硅沸石与有机分子相互作用的模拟计算及低硅沸石结晶行为的研究[D];复旦大学;2003年
5 寇晓虹;番茄多聚半乳糖醛酸酶(PG)反义基因表达及相关功能研究[D];中国农业大学;2003年
6 王遵敬;蒸发与凝结现象的分子动力学研究及实验[D];清华大学;2002年
7 杨静慧;番茄NR基因的转化和表达及相关的胁迫乙烯反应[D];中国农业大学;2002年
8 张红星;番茄中乙烯信号转录因子LeERF1和LeERF2调控机制研究[D];中国农业大学;2005年
9 楼银川;SBA-15负载氧化钼催化剂上乙烷和乙烯选择氧化反应的研究[D];厦门大学;2008年
10 梅华;乙烯/乙烷络合分离吸附剂的制备及表征[D];南京工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 夏其英;沸石与乙烯相互作用的理论研究[D];苏州大学;2001年
2 慕俊娟;沸石催化剂上苯与乙烯液相烷基化反应的研究[D];北京化工大学;2004年
3 王依全;乙烯分解光催化反应器的开发研究[D];中国农业大学;2005年
4 孟凡录;盘锦乙烯工业公司技术改造决策研究[D];大连理工大学;2001年
5 杲明智;中石化中型乙烯企业营销策略研究[D];天津大学;2003年
6 杨俊伟;气固多相光催化过程的磁场效应研究[D];福州大学;2005年
7 李淑丽;番茄成熟过程中超微弱发光的研究[D];西北大学;2005年
8 戴岳;络合型吸附剂变压吸附环氧乙烷生产尾气中乙烯的研究[D];南京工业大学;2004年
9 时云杰;天津乙烯厂亏损成因分析与解困对策研究[D];天津大学;2003年
10 谭能超;聚苯乙烯增韧填充改性研究[D];中北大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026