SBA-15分子筛羟基结构性质及其催化活性的理论研究
Structure and Catalytic Properties of the SiO-H Groups on SBA-15 Molecular Sieve: A Density Functional Theory Study
作者单位
王中学 中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室北京 102249 
王大喜 中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室北京 102249 
赵 震 中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室北京 102249 
兰 杰 中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室北京 102249 
摘要: 采用密度泛函方法对SBA-15分子筛簇模型化合物进行了计算模拟,重点研究了簇模型化合物羟基的几何构型和电子结构性质。从键级、前线分子轨道、静电势和质子化能等方面探讨了表面羟基的酸碱及氧化还原性质。分子筛模型化合物的静电势图显示SBA-15分子筛表面孤立羟基的H原子为分子筛表面的L酸性位,而氢键羟基的O原子则为分子筛表面的B碱性位。分子筛的前线分子轨道研究发现,表面羟基是分子筛表面的氧化还原活性位。计算得到的羟基SiO-H键级及形成的氢键键级分别在0.677 5~0.710 5和0.055 7~0.092 6范围,计算羟基OH的质子化能在1 471~1 589 kJ·mol-1范围。考察分子筛表面的质子化能显示未参与形成氢键的羟基H质子具有较强的B酸性。
关键词: SBA-15  密度泛函理论  酸碱性  氧化性
基金项目: 
Abstract: A DFT study on the structural and catalytic properties of the SiO-H groups on SBA-15 molecular sieve was carried out. The geometry and IR spectra data calculated are identical to the experimental data. The electrostatic potential maps of the model clusters show that the H atoms of the single O-H groups on the surface of SBA-15 are the L acid sites and the O atoms of the hydrogen-bonded O-H groups are the B basic sites. The frontier molecular orbitals demonstrate that the hydroxyl groups on the surface of SBA-15 provide the oxidability. Further, the strength of the B acid on the surface of SBA-15 was discussed by means of the deprotonation energy and Mayer bond order.
Keywords: SBA-15  density function theory  the acid-base property  oxidability
 
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王中学,王大喜,赵 震,兰 杰.SBA-15分子筛羟基结构性质及其催化活性的理论研究[J].无机化学学报,2012,28(1):88-96.
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