袁 帥， 龍 軍， 田輝平， 趙 毅， 劉宇鍵， 周 涵

(中國(guó)石化 石油化工科學(xué)研究院， 北京 100083)

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采用DFT方法研究Al分布對(duì)Y分子篩酸強(qiáng)度的影響

袁 帥， 龍 軍， 田輝平， 趙 毅， 劉宇鍵， 周 涵

(中國(guó)石化 石油化工科學(xué)研究院， 北京 100083)

采用量子力學(xué)中的密度泛函理論(DFT)研究了Y分子篩Br?nsted酸中心Al—OH周圍NNN(Next nearest neighbor)和NNNN(Next next nearest neighbor)位置上的Al原子對(duì)分子篩Br?nsted酸強(qiáng)度的影響，并分析了Al原子對(duì)酸強(qiáng)度影響的化學(xué)細(xì)節(jié)。結(jié)果表明，當(dāng)Al原子分布在酸中心Al—OH周圍的NNN位置時(shí)，Al原子會(huì)明顯降低酸中心的酸強(qiáng)度；酸中心NNN位置分布的Al原子數(shù)目越多，酸強(qiáng)度降低越明顯。因此當(dāng)Al原子以NNN方式分布于酸中心Al—OH周圍時(shí)，酸強(qiáng)度隨著Si/Al摩爾比的降低而顯著降低。當(dāng)Al原子分布在酸中心Al—OH周圍NNNN位置時(shí)，Al原子對(duì)酸中心強(qiáng)度的影響較??；酸中心NNNN位置上分布多個(gè)Al原子時(shí)，酸強(qiáng)度也無明顯變化。因此當(dāng)Al以NNNN方式分布于酸中心周圍時(shí)，酸強(qiáng)度基本不隨Si/Al摩爾比的變化而明顯改變。由此可見，不同位置的Al原子對(duì)酸強(qiáng)度的影響不同，不能僅從Y分子篩Si/Al摩爾比大小判斷分子篩酸強(qiáng)度，還需考慮Al原子的分布方式。

Y分子篩; Al分布; 酸強(qiáng)度; 密度泛函理論(DFT)

Y分子篩因具有較高的比表面積、較大的孔徑、良好的活性和穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于催化裂化、加氫裂化、異構(gòu)化等石油煉制和化工過程。Y分子篩的催化特性與其Br?nsted酸強(qiáng)度密切相關(guān)。Br?nsted酸強(qiáng)度，即酸性橋羥基Al—OH—Si解離出H+的難易程度主要取決于酸性羥基周圍原子的分布狀態(tài)。對(duì)常規(guī)Y分子篩來講，Br?nsted酸強(qiáng)度主要受周圍Al原子的影響。Y分子篩骨架中Al原子的分布形式和數(shù)量決定著酸中心的強(qiáng)度，進(jìn)而影響分子篩的催化性能。研究Al原子分布對(duì)Y分子篩Br?nsted酸強(qiáng)度的影響，對(duì)于精細(xì)調(diào)控分子篩的合成過程以制備具有適當(dāng)酸強(qiáng)度的Y分子篩具有重要指導(dǎo)意義。

對(duì)Y分子篩酸強(qiáng)度與Si/Al摩爾比的關(guān)系已有大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究。Barthomeuf[1-2]系統(tǒng)研究了Y分子篩Si/Al摩爾比與酸強(qiáng)度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨Si/Al摩爾比的增加，酸強(qiáng)度增加。張劍秋[3]的研究表明，隨Y分子篩Si/Al摩爾比增加，NH3的脫附溫度升高，弱酸分布減少，強(qiáng)酸分布增加。然而一些研究者也有不同的發(fā)現(xiàn)。秦臻等[4]通過改變導(dǎo)向劑的陳化時(shí)間及合成母液的堿度，制備出不同Si/Al摩爾比的Y分子篩。他們發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)酸/弱酸分布隨著Si/Al摩爾比的增加先增加后降低。對(duì)Y分子篩Si/Al摩爾比與酸強(qiáng)度關(guān)系的研究得到不同的結(jié)果，這極有可能是由于分子篩中Al原子的分布形式不同，從而對(duì)分子篩酸強(qiáng)度的影響不同所導(dǎo)致。Y分子篩Br?nsted酸中心附近的Al原子根據(jù)分布集中程度不同可分為NNN(Next nearest neighbor)分布和NNNN(Next next nearest neighbor)分布[5]。實(shí)驗(yàn)方法只能考察Y分子篩Si/Al摩爾比對(duì)酸強(qiáng)度的整體影響，無法分別考察NNN分布或NNNN分布的Al原子對(duì)酸中心的影響。DFT方法在研究分子篩酸性中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[6-9]，它可以從原子水平表征Al原子分布位置及分子篩Br?nsted酸中心強(qiáng)度。Wang等[10]、Zhou等[11]、任玨等[12]研究了Al落位于分子篩酸中心NNN位置對(duì)酸強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明，NNN位置的Al原子會(huì)降低酸中心的強(qiáng)度。但尚缺乏對(duì)Y分子篩NNNN位置分布的Al原子對(duì)酸強(qiáng)度影響的研究，也缺乏對(duì)不同位置Al原子如何影響酸強(qiáng)度的化學(xué)細(xì)節(jié)的認(rèn)識(shí)。

筆者構(gòu)建了不同結(jié)構(gòu)的Y分子篩酸中心模型，采用DFT方法研究了不同Al分布形式，即NNN分布、NNNN分布和對(duì)應(yīng)分布形式下Al原子個(gè)數(shù)對(duì)酸強(qiáng)度的影響。

1 Y分子篩14T原子簇模型的建立和DFT計(jì)算方法

1.1 模型的構(gòu)建

Y分子篩空間群結(jié)構(gòu)為Fd-3m，每個(gè)晶胞中有192個(gè)正四面體中心(T位)，每個(gè)T位從晶格位置上都等價(jià)。為了研究Al原子分布對(duì)酸中心的影響，同時(shí)綜合考慮計(jì)算精度和計(jì)算量的需要，構(gòu)建了含有14T的Y分子篩原子簇模型。

(1)利用Y分子篩的晶胞構(gòu)建包含2個(gè)超籠的分子篩孔道模型。在兩超籠連接處即十二元環(huán)上任取1個(gè)Si原子替換為Al原子。(2)以Al原子為中心向外擴(kuò)展2個(gè)SiO4片段構(gòu)成14T的Si13Al1原子簇模型。(3)原子簇的邊界用H飽和，H指向分子篩的原晶格O原子方向。固定Si—H鍵長(zhǎng)0.147 nm[13]。構(gòu)建14T原子簇模型過程如圖1所示。將Si13Al1模型中Al原子的NNN位置或者NNNN位置的Si原子替換為Al原子，可獲得Al原子以NNN形式或者NNNN形式分布的Si12Al2酸中心模型。依次類推，在Si12Al2模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建Si11Al3模型，在Si11Al3模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建Si10Al4模型。由此獲得Al分別以NNN形式或者NNNN形式分布的Si12Al2、Si11Al3、Si10Al4模型。

1.2 計(jì)算方法

密度泛函理論(DFT)計(jì)算在Material Studio軟件的Dmol3模塊進(jìn)行。采用基于DFT中的廣義梯度近似法GGA和DNP基組對(duì)所有模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對(duì)原子簇模型進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，將模型中的邊界H原子固定在結(jié)構(gòu)坐標(biāo)位置上，其他內(nèi)部原子在計(jì)算過程中松弛。

關(guān)于分子篩酸強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)和理論表征方法，已有較全面而深入的總結(jié)[14-15]。理論研究中一般以脫質(zhì)子能(DPE)[14,16]和探針分子的吸附能等作為Br?nsted酸強(qiáng)度的理論量度。DPE表示從分子篩結(jié)構(gòu)中移走1個(gè)H+所需要的能量，可由式(1)計(jì)算。

DPE=E(A-)-E(AH) (AH=H++A-)

(1)

式(1)中，E(AH)和E(A-)分別為分子篩酸中心的能量和酸中心脫去質(zhì)子后的能量，kJ/mol。根據(jù)式(1)，酸中心的DPE越大，Al—OH提供H+的能力越弱，酸強(qiáng)度越??；DPE越小，酸中心提供H+的能力越強(qiáng)，酸強(qiáng)度越大。

圖1 構(gòu)建Y分子篩14T原子簇模型過程示意圖Fig.1 Schematic diagram of building Y zeolite 14T acid site model

將NH3在不同酸性中心上的吸附能[17](Eads)作為酸強(qiáng)度的另外一個(gè)表征參數(shù)。Eads可由式(2)計(jì)算。

Eads=E(AH)+E(NH3)-E(AH-NH3)

(2)

式(2)中，E(NH3)為NH3單獨(dú)存在時(shí)的能量，kJ/mol；E(AH-NH3)為NH3吸附于酸中心表面上體系的總能量，kJ/mol。Eads越大表示酸性越強(qiáng)。

2 結(jié)果與討論

2.1 Y分子篩中酸性H的落位

在構(gòu)建好Y分子篩的14T原子簇模型之后，考察Al原子分布形式對(duì)酸中心強(qiáng)度影響之前，需要先確定Y分子篩模型中酸性H的落位。對(duì)于 Si13Al1模型來講，Al原子取代Si原子后，需要在與Al相連的O原子上補(bǔ)償1個(gè)H，以使酸中心模型整體電荷平衡；補(bǔ)償?shù)腍帶有一定正電荷，具有從分子篩骨架上解離形成H+的能力，是Y分子篩模型中Br?nsted酸中心的來源。由于與Al相連的O原子有4個(gè)，因此H的落位也有4種，即O1—H、O2—H、O3—H、O4—H。計(jì)算了這 4種 Si13Al1酸中心模型的能量，它們分別為-5455.909164 Ha、-5455.891807 Ha、-5455.897715 Ha、-5455.901022 Ha(1 Ha=2625.51 kJ)。可見H落位于O1時(shí)Si13Al1模型具有最低的能量。由于H將優(yōu)先落位于能量最小的位置上[18-19]，由此構(gòu)建了Si13Al1酸中心模型(A1)，如圖2所示。

圖2中，Al原子的NNN或者NNNN位置的

Si原子取代為Al原子后，同樣以能量最低的原則確定第2個(gè)Al原子附近酸性H的落位，構(gòu)建獲得Al以NNN或者NNNN分布的Si12Al2酸中心模型。依次類推，再依次確定Si11Al3模型和Si10Al4模型中酸性H的落位。由此可獲得Al以NNN或者NNNN形式分布的、H以能量最低原則落位的酸中心模型。

圖2 Si13Al1酸中心模型(A1)示意圖Fig.2 Schematic diagram of Si13Al1 acid site model (A1)

2.2 NNN位置的Al原子對(duì)分子篩酸強(qiáng)度的影響

按上述方法構(gòu)建了Al原子以NNN形式分布的、具有不同Si/Al摩爾比的Si12Al2(B1)、Si11Al3(C1)、Si10Al4(D1)模型，結(jié)果示于圖3?？疾炝薔NN位置的Al原子對(duì)酸中心強(qiáng)度的影響。B1、C1、D1模型中分布在酸中心NNN位置的Al原子與酸中心Al原子間距離在0.43～0.61 nm范圍。計(jì)算了A1、B1、C1、D1各酸中心模型的DPE及對(duì)NH3的吸附能，結(jié)果列于表1。

圖3 Si13Al1(A1)及Al以NNN形式分布的Si12Al2(B1)、Si11Al3(C1)、Si10Al4(D1)酸中心模型Fig.3 Si13Al1(A1) and Si12Al2(B1), Si11Al3(C1) and Si10Al4(D1) acid site models with Al atoms in the NNN positions(a) A1; (b) B1; (c) C1; (d) D1表1 不同酸中心模型的DPE和對(duì)NH3的吸附能(Eads)Table 1 The DPE and adsorption energy of NH3 (Eads) of different acid site models

ModelnumberAcidsitemodelThenumberofAlatomsatNNNpositionn(Si)/n(Al)DPE/(kJ·mol-1)Eads/(kJ·mol-1)A1Si13Al1013.001204.08145.21B1Si12Al216.001238.75135.56C1Si11Al323.671258.35127.14D1Si10Al432.501278.69115.83

由表1可知，Si13Al1的DPE在4個(gè)酸模型中數(shù)值最小，酸性最強(qiáng)。當(dāng)Al原子分布在Si13Al1酸中心的NNN位置時(shí)，B1酸中心的DPE比A1增加約34 kJ/mol，酸強(qiáng)度顯著降低；隨著酸中心 NNN位置Al原子數(shù)目增多，C1、D1的 DPE繼續(xù)增加，酸強(qiáng)度繼續(xù)降低。酸中心NNN位置每增加1個(gè)Al原子后，DPE會(huì)增加20～30 kJ/mol。隨著酸中心NNN位置分布的Al原子個(gè)數(shù)增加，Eads遞減，表明酸強(qiáng)度降低，與DPE的變化表現(xiàn)出的規(guī)律相一致。

DPE和Eads的變化規(guī)律表明，當(dāng)Y分子篩中的Al原子以NNN形式分布時(shí)，酸強(qiáng)度隨Si/Al摩爾比的降低而降低，與Wang等[10]、Zhou等[11]、任玨等[12]的研究結(jié)果相一致。他們得出，Y分子篩、MCM-22分子篩、ZSM-5分子篩酸中心NNN位置的Al原子降低了酸中心強(qiáng)度。

Al2原子取代Si13Al1酸中心(A1)的Al1原子NNN位置的Si2原子，形成了Si12Al2模型(B1)，如圖4所示。當(dāng)Al2原子出現(xiàn)在Al1原子NNN位置時(shí)，由于Si原子的相對(duì)電負(fù)性1.90大于Al原子的相對(duì)電負(fù)性1.61，Si1—O2間電子云將向Si1原子偏移。Si1原子周圍的電子云密度增大使Si1原子的電荷由+1.766e降為+1.743e。由于Si1原子周圍電子云密度增加，在電子誘導(dǎo)作用下，酸性羥基O1—H間電子云密度也變大，H變得難以解離，Br?nsted酸強(qiáng)度降低。總體上看，相當(dāng)于NNN位置的Al負(fù)電中心對(duì)酸性H產(chǎn)生一定的靜電吸引力，使之解離難度增加，酸強(qiáng)度降低。

表2為A1、B1、C1、D1不同酸中心模型中Si1原子(與酸性羥基—OH距離最近的Si原子)的Mulliken電荷。表2表明，在Si12Al2(B1)酸中心的NNN位置每增加1個(gè)Al原子，Si1原子的Mulliken電荷都有較明顯降低，由此導(dǎo)致酸性羥基O1—H間電子云密度變大，酸性H變得更難解離，酸強(qiáng)度進(jìn)一步降低。因此隨著分子篩酸中心NNN位置Al原子數(shù)目的增加，即隨著分子篩Si/Al 摩爾比的降低，酸中心強(qiáng)度降低。

圖4 Al2取代Si13Al1(A1)中Si2形成Si12Al2(B1)的示意圖Fig.4 Schematic diagram of Al2 substituted Si2 in Si13Al1 (A1) to form Si12Al2 (B1)(a) A1; (b) B1

當(dāng)Al原子出現(xiàn)在Si13Al1酸中心的NNN位置構(gòu)成Si/Al摩爾比為6的Si12Al2模型，Si13Al1酸中心Al—OH有6個(gè)不同的NNN位置，因此Si12Al2共有6種不同的模型。除了B1模型外還有其他5種模型，如圖5所示，這5種酸中心模型的DPE列于表3。

表2 不同酸中心模型中Si1原子的Mulliken電荷Table 2 The Mulliken charges of Si1 atoms in different acid models

圖5 Si12Al2的其他5種模型(Al以NNN形式分布)Fig.5 The other five models of Si12Al2 (With Al atoms in the NNN positions)(a) B1-1; (b) B1-2; (c) B1-3; (d) B1-4; (e) B1-5表3 Si12Al2的其他5種模型的DPE和對(duì)NH3的吸附能(Eads)Table 3 The DPE and adsorption energy of NH3 (Eads) of the other five Si12Al2 models

ModelnumberDPE/(kJ·mol-1)Eads/(kJ·mol-1)B1-11233.57137.35B1-21234.05136.24B1-31240.66134.54B1-41232.24137.82B1-51242.63133.86

n(Si)/n(Al)=6

從表3可知，Al以NNN位置分布的Si/Al摩爾比為6的Si12Al2模型的DPE集中于1232～1242 kJ/mol 之間，其對(duì)NH3的吸附能Eads也集中于133～137 kJ/mol之間。這表明同一Si/Al摩爾比下，只要Al原子以NNN形式分布，各種結(jié)構(gòu)的酸中心模型的酸強(qiáng)度基本相同。

2.3 NNNN位置的Al原子對(duì)分子篩酸強(qiáng)度的影響

為考察NNNN位置的Al原子對(duì)酸中心強(qiáng)度的影響，構(gòu)建了Al原子以NNNN形式分布的、具有不同Si/Al摩爾比的Si12Al2(B2)、Si11Al3(C2)、Si10Al4(D2)酸中心模型，如圖6所示。由圖6可知，B2、C2、D2模型中分布在酸中心NNNN位置的Al原子與酸中心Al原子間距離在0.66～0.73 nm范圍。計(jì)算的B2、C2、D2模型的DPE列于表4。

圖6 Al以NNNN形式分布的Si12Al2(B2)、Si11Al3(C2)、Si10Al4(D2)酸中心模型Fig.6 Si12Al2(B2), Si11Al3(C2), Si10Al4(D2) acid site models with Al atoms in the NNNN positions(a) B2; (b) C2; (c) D2表4 不同酸中心模型的DPE和對(duì)NH3的吸附能(Eads)Table 4 The DPE and adsorption energy of NH3 (Eads) of different acid site models

ModelnumberAcidsitemodelThenumberofAlatomsatNNNNpositionn(Si)/n(Al)DPE/(kJ·mol-1)Eads/(kJ·mol-1)A1Si13Al1013.001204.08145.21B2Si12Al216.001198.40146.64C2Si11Al323.671201.88144.75D2Si10Al432.501191.93148.76

由表4可知，當(dāng)Al原子分布在Si13Al1模型酸中心的NNNN位置時(shí)，B2酸中心的DPE與A1的DPE相比沒有發(fā)生明顯的變化。隨著酸中心 NNNN位置Al原子數(shù)目的增多，酸中心模型C2、D2的DPE也無明顯改變。NH3的吸附能Eads集中于144～148 kJ/mol之間，變化極小。DPE和Eads數(shù)據(jù)一致表明，當(dāng)Y分子篩中Al原子以NNNN形式分布時(shí)，酸強(qiáng)度基本不隨Si/Al摩爾比的變化而改變。

Al2原子取代Si13Al1酸中心(A1)的Al1原子NNN位置的Si3原子形成了Si12Al2模型(B2)，如圖7所示。當(dāng)Al2原子出現(xiàn)在Al1原子NNNN位置時(shí)，由于Al的電負(fù)性(1.61)小于Si的(1.90)，電子將向Si2遷移，Si2原子周圍電子云密度增加，Si2所帶電荷由+1.468e降為+1.429e。Si1電荷僅從+1.766e變?yōu)?1.770e，變化極小，這是由于電子誘導(dǎo)效應(yīng)沿著化學(xué)鍵的傳遞后對(duì)Si1原子影響較小。由于Si1原子受到Al2原子的影響極小，與Si1相連的酸性羥基O1—H幾乎不受Al2影響。因此，酸中心NNNN位置上的Al原子對(duì)酸強(qiáng)度的影響基本可以忽略。研究結(jié)果表明，A1、B2、C2、D2不同酸中心模型中Si1原子(與酸性羥基—OH距離最近的Si原子)的Mulliken電荷分別為 +1.776e、+1.770e、+1.770e、+1.772e。由此可知，Si1原子Mulliken電荷基本都在+1.770e左右，變化極小。這表明當(dāng)多個(gè)Al原子以NNNN形式分布在酸中心周圍時(shí)，每個(gè)Al原子間幾乎沒有相互作用，近似為孤立的酸中心。因此，隨著分子篩酸中心NNNN位置Al原子數(shù)目的增加，即隨著分子篩Si/Al 摩爾比降低，酸中心強(qiáng)度幾乎不變。

圖7 Al2取代Si13Al1(A1)中Si3形成Si12Al2(B2)示意圖Fig.7 Schematic diagram of Al2 substituted Si3 in Si13Al1 (A1) to form Si12Al2 (B2)(a) A1; (b) B2

當(dāng)Al原子出現(xiàn)在Si13Al1酸中心的NNNN位置構(gòu)成Si/Al摩爾比為6的Si12Al2模型，Si13Al1酸中心Al—OH有3個(gè)不同的NNNN位置，因此Si12Al2有3種不同的模型。除了B2模型外，其他2種模型示于圖8，這2種酸中心模型的DPE和Eads列于表5。

圖8 Si12Al2(B2)的其他2種模型(Al以NNNN形式分布)示意圖Fig.8 Schematic of the other two models of Si12Al2 (B2) (With Al atoms in the NNNN positions)(a) B2-1； (b) B2-2表5 Si12Al2(B2)的其他2種模型的DPE和 對(duì)NH3的吸附能(Eads)Table 5 The DPE and adsorption energy of NH3 (Eads) of the other two acid site models for Si12Al2 (B2)

ModelnumberDPE/(kJ·mol-1)Eads/(kJ·mol-1)B2-11199.56146.62B2-21201.88144.96

n(Si)/n(Al)=6

從表5可知，Al以NNNN位置分布的Si/Al摩爾比為6的Si12Al2模型的DPE集中處于1200 kJ/mol 左右，Eads約在145 kJ/mol左右。這表明同一Si/Al摩爾比下，只要Al原子以NNNN形式分布，酸中心的DPE基本相同。

綜上所述，NNN位置和NNNN位置的Al原子對(duì)Y分子篩酸中心強(qiáng)度的影響不同，因此不能僅從Y分子篩整體Si/Al摩爾比判斷分子篩的酸強(qiáng)度，還需具體分析Al原子的分布狀態(tài)。

3 結(jié) 論

(1)Y分子篩酸中心Al—OH不同位置的Al原子對(duì)酸強(qiáng)度的影響不同。Al原子分布在酸中心Al—OH的NNN位置時(shí)，會(huì)明顯降低酸中心強(qiáng)度；Al原子分布在酸中心Al—OH的NNNN位置時(shí)，幾乎不對(duì)酸中心強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

(2)Al原子以NNN方式分布于酸中心Al—OH周圍時(shí)，酸強(qiáng)度隨著Al原子數(shù)量增多而逐漸降低；Al原子以NNNN方式分布于酸中心周圍時(shí)，Al原子數(shù)量增加對(duì)酸強(qiáng)度影響不明顯。因此不能僅從Y分子篩Si/Al摩爾比判斷分子篩酸強(qiáng)度，還需考慮Al原子的分布方式。

(3)酸中心NNN位置的Al使Si1原子周圍電子云密度增大，電荷數(shù)明顯降低。在電子誘導(dǎo)作用下，O1—H間電子云密度變大，酸性H難以解離，酸強(qiáng)度降低。酸中心NNNN位置的Al使Si2原子周圍電子云密度增大，電荷數(shù)明顯降低。由于電子誘導(dǎo)效應(yīng)繼續(xù)沿化學(xué)鍵的傳遞后對(duì)Si1原子影響較小，進(jìn)而對(duì)酸性H無明顯影響，酸強(qiáng)度幾乎不變。

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Effect of Al Atom Distribution on the Acid Strength of Y Zeolite Studied byDensity Functional Theory

YUAN Shuai, LONG Jun, TIAN Huiping, ZHAO Yi, LIU Yujian, ZHOU Han

(ResearchInstituteofPetroleumProccessing,SINOPEC,Beijing100083,China)

With the density functional theory (DFT) quantum chemical method, the effects of Al atoms in the NNN (Next nearest neighbor) and NNNN (Next next nearest neighbor) positions of the Br?nsted acid Al—OH of Y zeolite on Br?nsted acid strength were studied. The results showed that the effects of Al atoms in different positions on the acid strength were different. Al atoms in the NNN positions of the Br?nsted acid decreased the acid strength of the acid center significantly. The more the Al atoms in the NNN positions of the acid center, the more obvious the decrease of acid strength. So when the Al atoms distributed in the NNN positions of the Al—OH, the acid strength decreased with the decrease of Si/Al molar ratio. Al atoms in the NNNN positions of the Br?nsted acid had little effect on the acid strength. No appreciable change was found in the acid strength when there were more than one Al atoms in the NNNN positions of the Br?nsted acid Al—OH. So when the Al atoms distributed in the NNNN positions of the Al—OH, the acid strength had little change with the decrease of Si/Al molar ratio. The Br?nsted acid strength is determined not only by Si/Al molar ratio, but also by the distribution of Al atoms in Y zeolite.

Y zeolite; distribution of Al; acid strength; density functional theory (DFT)

2016-03-11

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(U1463209)資助

袁帥，男，博士，從事催化裂化催化劑及反應(yīng)機(jī)理方面的研究；Tel：010-82368981；E-mail：yuanshuai.ripp@sinopec.com

1001-8719(2017)01-0008-08

O641

A

10.3969/j.issn.1001-8719.2017.01.002