Mo/HZSM-5甲烷无氧芳构化双功能催化机理的理论计算研究

甲烷无氧芳构化对于天然气有效利用具有重要意义，而Mo/HZSM-5催化剂是迄今为止最为有效的催化剂，具有双功能特性，即在Mo活性中心上甲烷C-H键被活化断裂，在酸中心上中间产物乙烯进一步转化为芳烃和氢。这个反应过程涉及到C-H键的断裂，C-C键形成和C-C键有效增长，而催化剂体系中Mo物种的价态和落位，HZSM-5分子筛的酸性分布和特殊的孔道结构是构成双功能催化作用的关键因素。深入理解这一过程的机理对于催化理论和概念的建立具有重要的理论意义。本项目采用理论计算方法，对HZSM-5分子筛微孔内的活性Mo物种的落位和形态以及B?nsted-酸性位的分布及强度进行理论表征；通过几何结构优化和电子结构分析，揭示Mo活性中心的结构及催化作用本质，探讨酸性中心和分子筛微孔结构对择形催化的协同作用；从理论上探明甲烷C-H键断裂，C-C定向有效增长的反应机理，建立完整的双功能催化理论。