甲醇制乙烯和二甲醚反应机理研讨

以杂化轨道理论和关于含Si、Al元素催化剂酸中心认识为理论依据和研究方法,以甲醇分子中C、H原子与催化剂B酸中心中Al原子相互作用为切入点,分析催化剂B酸中心中Al原子外层电子轨道变化与甲醇分子中C原子外层电子轨道变化间的相互关系,探讨甲醇制乙烯、二甲醚的反应机理。结果发现:中间体H-form C↑↓〇H2是构成乙烯、二甲醚的基本结构单元;甲醇制乙烯、二甲醚反应机理分3步:(1)B酸中心释放H+攻击甲醇分子中C-O键,C-O键断裂生成甲基碳正离子(CH3+),B酸中心失去活性;(2)失活B酸中心从CH3+中获得H+恢复活性,CH3+失去H+生成中间体C↑↓〇H2;(3)2个中间体C↑↓〇H2结合生成乙烯和二甲醚。

甲醇制丁烯反应机理研究

以杂化轨道理论和关于含Si、Al元素催化剂酸中心的认识为理论依据和研究方法,从反应物与催化剂B酸中心相互作用为切入点,分析相互作用过程中甲醇与B酸中心分子结构变化,揭示甲醇制烯烃反应机理本质。结果发现,中间体H-formC↑↓〇H2结构中碳原子外层有1对孤对电子和1个空轨道,是构成不同碳数、不同结构烯烃分子的基本结构单元。甲醇在B酸中心作用下反应生成丁烯分3步:(1)B酸中心释放出H+攻击甲醇分子C-O键,C-O键断裂生成甲基碳正离子CH3+和H2O,B酸中心失去活性;(2)失活B酸中心从CH3+获得H+恢复活性,CH3+反应生成中间体H-formC↑↓〇H2;(3)C↑↓〇H2是构成烯烃的基本结构单元,4个C↑↓OH2可以生成不同结构丁烯分子。

甲醇与一氧化碳制芳烃反应机理

甲醇与一氧化碳(CO)反应制芳烃是煤制芳烃技术重大突破。以杂化轨道理论和对含Si、Al元素催化剂酸中心认识为理论依据和研究方法,以反应物分子与催化剂B酸中心相互作用为切入点,分析其相互作用,揭示甲醇与CO制芳烃反应机理。结果发现:甲醇与CO制芳烃反应过程分为5步:(1)B酸中心释放H+攻击甲醇分子中C-O键,C-O键断裂生成甲基碳正离子(CH3^+),B酸中心失活;(2)失活B酸中心从CH3^+获得H+,反应生成中间体C↑↓〇H2,C↑↓〇H2中C原子外层有1对孤对电子(e-)和1个空轨道,失活的B酸中心获得H+后恢复活性;(3)C↑↓〇H2与CO反应生成中间体C↑↓↑〇H和C↑,↑↑H;(4)6个C↑↓↑〇H或6个C↑,↑↑H可以形成苯环结构,但构成方式不同;(5)C↑↓〇H2与苯环反应生成混合芳烃。

甲醇转化制丙烯反应机理

以杂化轨道理论和关于含Si、Al元素催化剂酸中心的认识为理论依据和研究方法,从反应物与催化剂B酸中心相互作用为切入点,分析相互作用过程中甲醇与B酸中心分子结构变化,揭示甲醇制烯烃反应机理本质。研究结果表明甲醇转化制丙烯反应过程可分为3步:(1)B酸中心释放H +攻击甲醇分子中C-O键,C-O键断裂生成甲基碳正离子(CH + 3)和H 2O,CH + 3中C原子外层有个空轨道,释放了H +后的B酸中心失去活性。(2)失活B酸中心从CH + 3中获得H +,反应生成了一种新中间体H-form,H-form中C原子外层有1对孤对电子(e -)和1个空轨道,结构式为C ↑↓〇 H 2;失活的B酸中心获得H +后恢复活性。第3步,有3个H-form结构的C原子,第1个C原子上的孤对e -占据第2个C原子上空轨道,第2个C原子上的孤对e -占据第1个C原子上空轨道,彼此共用2对e -,形成C=C键;第3个C原子上的空轨道与第1个C原子上C、H原子重叠轨道再次重叠,形成C、H和C三原子共用1对e -结构,结果是第1个C原子与第2个C原子形成C=C键,第1个C原子与第3个C原子形成C-C键,3个C原子形成C=C-C结构,即生成丙烯。