Ti-MWW分子筛钛氧活性中心与溶剂分子吸附作用的理论研究

邹晶 范志琳 姜丽莎 周丹红

引用本文: 邹晶, 范志琳, 姜丽莎, 周丹红. Ti-MWW分子筛钛氧活性中心与溶剂分子吸附作用的理论研究[J]. 物理化学学报, 2016, 32(4): 935-942. doi: 10.3866/PKU.WHXB201601201 shu
Citation:  ZOU Jing, FAN Zhi-Lin, JIANG Li-Sha, ZHOU Dan-Hong. Theoretical Study of the Solvent Adsorption on Ti-Peroxo Active Center in Ti-MWW Zeolite[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2016, 32(4): 935-942. doi: 10.3866/PKU.WHXB201601201 shu

Ti-MWW分子筛钛氧活性中心与溶剂分子吸附作用的理论研究

    通讯作者: 周丹红
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21343010)资助项目 (21343010)

摘要: 采用密度泛函理论方法,研究了钛硅分子筛Ti-MWW与H2O2所形成的钛氧活性中间体的结构,以及溶剂分子吸附对其几何结构和电子结构的影响。结果表明,骨架Ti 与H2O2作用生成两种钛氧活性中间体,即五元环的Ti-η1-OOH和三元环的Ti-η2-OOH,骨架Ti 中心可再吸附一个溶剂分子,形成六配位络合物结构,不同溶剂分子的吸附能力为H2O > CH3OH > CH3CN。两种钛氧活性中心与溶剂分子的吸附作用略有不同,表现为Ti-η1-OOH > Ti-η2-OOH,而Ti 的落位也对吸附效应有很大影响,T1位点的Ti 中心与溶剂分子的吸附作用明显强于T3 位点的Ti 中心。溶剂分子吸附还将影响活性氧的亲电性和催化活性。计算结果表明在Ti-η2-OOH活性中心吸附CH3CN可降低氯丙烯环氧化反应的活化能。

English

    1. [1]

      (1) Notari, B. Adv. Catal. 1996, 41, 253. doi: 10.1016/S0360-0564(08)60042-5(1) Notari, B. Adv. Catal. 1996, 41, 253. doi: 10.1016/S0360-0564(08)60042-5

    2. [2]

      (2) Arends, I.W. C. E.; Sheldon, R. A.;Wallau, M.; Schuchardt, U. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 1144. doi: 10.1002/anie.199711441(2) Arends, I.W. C. E.; Sheldon, R. A.;Wallau, M.; Schuchardt, U. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 1144. doi: 10.1002/anie.199711441

    3. [3]

      (3) Taramasso, M.; Perego, G.; Notari, B. Perparation of Porous Crystalline Synthetic Material Comprised of Silicon and Titanium. US Patent 4410501, 1983.(3) Taramasso, M.; Perego, G.; Notari, B. Perparation of Porous Crystalline Synthetic Material Comprised of Silicon and Titanium. US Patent 4410501, 1983.

    4. [4]

      (4) Bellussi, G.; Rigutto, M. S. Stud. Surf. Sci. Catal. 2001, 137, 911. doi: 10.1016/S0167-2991(01)80261-5(4) Bellussi, G.; Rigutto, M. S. Stud. Surf. Sci. Catal. 2001, 137, 911. doi: 10.1016/S0167-2991(01)80261-5

    5. [5]

      (5) Leonowicz, M. E.; Lawton, J. A.; Lawton, S. L. Science 1994, 264 (5167), 1910. doi: 10.1126/science.264.5167.1910(5) Leonowicz, M. E.; Lawton, J. A.; Lawton, S. L. Science 1994, 264 (5167), 1910. doi: 10.1126/science.264.5167.1910

    6. [6]

      (6) Wu, P.; Tatsumi, T.; Komatsu, T.; Yashima, T. Chem. Lett. 2000, 29 (7), 774. doi: org/10.1246/cl.2000.774(6) Wu, P.; Tatsumi, T.; Komatsu, T.; Yashima, T. Chem. Lett. 2000, 29 (7), 774. doi: org/10.1246/cl.2000.774

    7. [7]

      (7) Wu, P.; Tatsumi, T.; Komatsu, T.; Yashima, T. J. Phys. Chem. B 2001, 105 (15), 2897. doi: 10.1021/jp002816s(7) Wu, P.; Tatsumi, T.; Komatsu, T.; Yashima, T. J. Phys. Chem. B 2001, 105 (15), 2897. doi: 10.1021/jp002816s

    8. [8]

      (8) Wu, P.; Tatsumi, T.; Komatsu, T.; Yashima, T. J. Catal. 2001, 202 (2), 245. doi: 10.1006/jcat.2001.3278(8) Wu, P.; Tatsumi, T.; Komatsu, T.; Yashima, T. J. Catal. 2001, 202 (2), 245. doi: 10.1006/jcat.2001.3278

    9. [9]

      (9) Wu, P.; Tatsumi, T. Chem. Commun. 2001, 897. doi: 10.1039/B101426I(9) Wu, P.; Tatsumi, T. Chem. Commun. 2001, 897. doi: 10.1039/B101426I

    10. [10]

      (10) Wu, P.; Tatsumi, T. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 748. doi: 10.1021/jp0120965(10) Wu, P.; Tatsumi, T. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 748. doi: 10.1021/jp0120965

    11. [11]

      (11) Wu, P.; Tatsumi, T. J. Catal. 2003, 214 (2), 317. doi: 10.1016/ S0021-9517(02)00170-7(11) Wu, P.; Tatsumi, T. J. Catal. 2003, 214 (2), 317. doi: 10.1016/ S0021-9517(02)00170-7

    12. [12]

      (12) Wu, P.; Tatsumi, T. Chem. Commun. 2002, 22, 1026. doi: 10.1039/B201170K(12) Wu, P.; Tatsumi, T. Chem. Commun. 2002, 22, 1026. doi: 10.1039/B201170K

    13. [13]

      (13) Wang, L. L.; Liu, Y. M.; Xie, W.; Zhang, H. J.;Wu, H. H.; Jiang, Y.W.; He, M. Y.;Wu, P. J. Catal. 2007, 246, 205. doi: 10.1016/j.jcat.2006.12.003(13) Wang, L. L.; Liu, Y. M.; Xie, W.; Zhang, H. J.;Wu, H. H.; Jiang, Y.W.; He, M. Y.;Wu, P. J. Catal. 2007, 246, 205. doi: 10.1016/j.jcat.2006.12.003

    14. [14]

      (14) Wang, L. L.; Liu, Y. M.; Zhang, H. J.;Wu, H. H.; Jiang, Y.W.; Wu, P.; He, M. Y. Chin. J. Catal. 2006, 27 (8), 656. [汪玲玲, 刘月明, 张海娇, 吴海虹, 蒋咏文, 吴鹏, 何鸣元. 催化学报, 2006, 27 (8), 656.] doi: 10.1016/S1872-2067(06)60036-3(14) Wang, L. L.; Liu, Y. M.; Zhang, H. J.;Wu, H. H.; Jiang, Y.W.; Wu, P.; He, M. Y. Chin. J. Catal. 2006, 27 (8), 656. [汪玲玲, 刘月明, 张海娇, 吴海虹, 蒋咏文, 吴鹏, 何鸣元. 催化学报, 2006, 27 (8), 656.] doi: 10.1016/S1872-2067(06)60036-3

    15. [15]

      (15) Gao, H. X.; Lu, W. K.; Chen, Q. L. Chin. J. Catal. 2002, 23 (1), 3. [高焕新, 卢文奎, 陈庆龄. 催化学报, 2002, 23 (1), 3.](15) Gao, H. X.; Lu, W. K.; Chen, Q. L. Chin. J. Catal. 2002, 23 (1), 3. [高焕新, 卢文奎, 陈庆龄. 催化学报, 2002, 23 (1), 3.]

    16. [16]

      (16) Fan, W. B.;Wu, P.; Tatsumi, T. J. Catal. 2008, 256, 62. doi: 10.1016/j.jcat.2008.03.001(16) Fan, W. B.;Wu, P.; Tatsumi, T. J. Catal. 2008, 256, 62. doi: 10.1016/j.jcat.2008.03.001

    17. [17]

      (17) Clerici, M. G. Top. Catal. 2001, 15, 257. doi: 10.1023/A:1016614218678(17) Clerici, M. G. Top. Catal. 2001, 15, 257. doi: 10.1023/A:1016614218678

    18. [18]

      (18) Notari, B. Catal. Today 1993, 18, 163. doi: 10.1016/0920-5861(93)85029-Y(18) Notari, B. Catal. Today 1993, 18, 163. doi: 10.1016/0920-5861(93)85029-Y

    19. [19]

      (19) Clerici, M. G. Appl. Catal. 1991, 68, 249. doi: 10.1016/S0166-9834(00)84106-8(19) Clerici, M. G. Appl. Catal. 1991, 68, 249. doi: 10.1016/S0166-9834(00)84106-8

    20. [20]

      (20) Sinclair, P. E.; Catlow, C. R. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 1084. doi: 10.1021/jp9821679(20) Sinclair, P. E.; Catlow, C. R. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 1084. doi: 10.1021/jp9821679

    21. [21]

      (21) Sever, R. R.; Root, T.W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4080. doi: 10.1021/jp026056s(21) Sever, R. R.; Root, T.W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4080. doi: 10.1021/jp026056s

    22. [22]

      (22) Sever, R. R.; Root, T.W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4090. doi: 10.1021/jp026057k(22) Sever, R. R.; Root, T.W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4090. doi: 10.1021/jp026057k

    23. [23]

      (23) To, J.; Sokol, A. A.; French, S. A.; Catlow, C. R. A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7173. doi: 10.1021/jp066448p(23) To, J.; Sokol, A. A.; French, S. A.; Catlow, C. R. A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7173. doi: 10.1021/jp066448p

    24. [24]

      (24) Wang, Z. Q.; Sun, W. J.; Chu, W.; Yu, L. J. Chin. J. Phys. Chem. 2011, 27 (2), 322. [王志强, 孙文晶, 储伟, 余良军. 物理化学学报, 2011, 27 (2), 322.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110218(24) Wang, Z. Q.; Sun, W. J.; Chu, W.; Yu, L. J. Chin. J. Phys. Chem. 2011, 27 (2), 322. [王志强, 孙文晶, 储伟, 余良军. 物理化学学报, 2011, 27 (2), 322.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110218

    25. [25]

      (25) Wu, P.; Nuntasri, D.; Ruan, J. F.; Liu, Y. M.; He, M. Y.; Fan, W. B.; Terasaki, O.; Tatsumi, T. J. Phys. Chem. B 2004, 108 (50), 19126. doi: 10.1021/jp037459a(25) Wu, P.; Nuntasri, D.; Ruan, J. F.; Liu, Y. M.; He, M. Y.; Fan, W. B.; Terasaki, O.; Tatsumi, T. J. Phys. Chem. B 2004, 108 (50), 19126. doi: 10.1021/jp037459a

    26. [26]

      (26) Zhou, D. H.; Zhang, H. J.; Zhang, J. J.; Sun, X. M.; Li, H. C.; He, N.; Zhang, W. P. Microporous Mesoporous Mat. 2014, 195, 216. doi: 10.1016/j.micromeso.2014.04.037(26) Zhou, D. H.; Zhang, H. J.; Zhang, J. J.; Sun, X. M.; Li, H. C.; He, N.; Zhang, W. P. Microporous Mesoporous Mat. 2014, 195, 216. doi: 10.1016/j.micromeso.2014.04.037

    27. [27]

      (27) Li, N.; Jiang, Y. J.; Qiao, Y. M.; Zhou, D. H. Chin. J. Inorg. Chem. 2015, 31 (5), 901. [李娜, 蒋艳娇, 乔溢铭, 周丹红. 无机化学学报, 2015, 31 (5), 901.] doi: 10.11862/CJIC.2015.124(27) Li, N.; Jiang, Y. J.; Qiao, Y. M.; Zhou, D. H. Chin. J. Inorg. Chem. 2015, 31 (5), 901. [李娜, 蒋艳娇, 乔溢铭, 周丹红. 无机化学学报, 2015, 31 (5), 901.] doi: 10.11862/CJIC.2015.124

    28. [28]

      (28) Qiao, Y. M.; Fan, Z. L.; Jiang, Y. J.; Li, N.; Dong, H.; He, N.; Zhou, D. H. Chin. J. Catal. 2015, 36, 1733. [乔溢铭, 范志琳, 蒋艳娇, 李娜, 董浩, 贺宁, 周丹红. 催化学报, 2015, 36, 1733.] doi: 10.1016/S1872-2067(15)60900-7(28) Qiao, Y. M.; Fan, Z. L.; Jiang, Y. J.; Li, N.; Dong, H.; He, N.; Zhou, D. H. Chin. J. Catal. 2015, 36, 1733. [乔溢铭, 范志琳, 蒋艳娇, 李娜, 董浩, 贺宁, 周丹红. 催化学报, 2015, 36, 1733.] doi: 10.1016/S1872-2067(15)60900-7

    29. [29]

      (29) Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38 (6), 3098. doi: 10.1103/ PhysRevA.38.3098(29) Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38 (6), 3098. doi: 10.1103/ PhysRevA.38.3098

    30. [30]

      (30) Lee, C.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37 (2), 785. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785(30) Lee, C.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37 (2), 785. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785

    31. [31]

      (31) Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194101. doi: 10.1063/1.2370993(31) Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194101. doi: 10.1063/1.2370993

    32. [32]

      (32) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Revision D.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2010.(32) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Revision D.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2010.

    33. [33]

      (33) Lendvay, G.; Mayer, I. Chem. Phys. Lett. 1998, 297 (5-6), 365. doi: 10.1016/S0009-2614(98)01191-9(33) Lendvay, G.; Mayer, I. Chem. Phys. Lett. 1998, 297 (5-6), 365. doi: 10.1016/S0009-2614(98)01191-9

    34. [34]

      (34) Bordiga, S.; Damin, A.; Bonino, F.; Zecchina, A.; Spano, G.; Rivetti, F.; Bolis, V.; Prestipino, C.; Lamberti, C. J. Phys. Chem. B 2002, 106 (38), 9892. doi: 10.1021/jp026106t(34) Bordiga, S.; Damin, A.; Bonino, F.; Zecchina, A.; Spano, G.; Rivetti, F.; Bolis, V.; Prestipino, C.; Lamberti, C. J. Phys. Chem. B 2002, 106 (38), 9892. doi: 10.1021/jp026106t

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  380
  • HTML全文浏览量:  40
文章相关
  • 发布日期:  2016-01-20
  • 收稿日期:  2015-11-24
  • 网络出版日期:  2016-01-18
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章