Angew:分子筛酸催化有机醇脱水反应机理
纳米技术 纳米 2021-08-14

慕尼黑工业大学Eszter Barath、Johannes Lercher等对水合氢离子的浓度对MFI分子筛结构的局部离子强度之间的关系进行研究,具体的在溶液相4-甲基环己醇(E1机理)、顺式-2-甲基环己醇(E2机理)的脱氢反应情况进行考察,发现顺式-2-甲基环己醇的反应效率比4-甲基环己醇的反应速率提高2.5倍。

4-甲基环己醇通过E1反应机理进行,分子能够进入MFI结构孔道的微孔空间,顺式-2-甲基环己醇通过E2反应机理进行,同时该分子的体积较大,因此只能进入分子筛的部分孔道内。

本文要点:

(1)

作者考察了一系列不同Brønsted酸位点浓度的MFI骨架结构分子筛,对其中立体位阻作用、反应过渡态的区别进行重点研究。

作者考察催化反应活性(TOF)随着水合氢离子变化的规律,发现水合氢离子变化过程中经历最高值,这是因为水合氢离子影响分子筛孔道结构的醇分子化学势导致,离子强度提高导致醇分子的化学势增加,但是化学势增加过多反而导致水合氢离子之间相互排斥作用和电荷分离。

(2)

观测催化反应速率的最高值与反应通过E1或者E2反应机理无关,发现催化反应速率最高值的位置相同。但是反应机理之间的区别将导致活化参数之间区别。

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参考文献

Lara Milaković, Peter Hintermeier, Yue Liu, Eszter Barath*, Johannes Lercher*, Influence of intracrystalline ionic strength in MFI zeolites on aqueous phase dehydration of methylcyclohexanols, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202107947

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202107947


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