韩 冰 褚月英 郑安民 邓 风

(1中国科学院武汉物理与数学研究所,波谱与原子分子物理国家重点实验室,武汉核磁共振中心,武汉430071; 2中国科学院研究生院,北京100049)

分子筛限域孔道中吡啶的吸附结构和能量

韩 冰1,2褚月英1,2郑安民1,*邓 风1,*

(1中国科学院武汉物理与数学研究所,波谱与原子分子物理国家重点实验室,武汉核磁共振中心,武汉430071;2中国科学院研究生院,北京100049)

以吸附于ZSM-5孔道中的吡啶分子为例,利用量子化学理论方法考察了计算模型和密度泛函方法的选择对吡啶吸附结构和吸附能的影响,从而为准确计算分子筛限域孔道中客体分子吸附态结构和能量参数提供了依据.计算结果表明,吡啶吸附能随着所选用的分子筛的计算模型(从8T到128T)增大而增大,当选用的孔道结构能够将整个分子筛的孔道结构完全包括进来的时候(72T)达到收敛.与常规的密度泛函方法(B3LYP和M06-2X)相比较,考虑到色散作用校正的B97D泛函方法能够很好地处理分子筛体系中主客体间的长程相互作用和弱相互作用,计算得到的能量数据与实验结果符合得很好.

量子化学计算;分子筛;限域效应;吸附能

1 引言

分子筛催化剂因为环境友好而在石油化工中被广泛应用.作为固体酸催化剂,它具有不腐蚀设备、容易与液相反应体系分离、环境污染小、选择性高等特点.1由于分子筛具有独特的孔道特征、较好的热稳定性和优越的离子交换能力,2因此在裂解、质子化、异构化和聚合……