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第 29 卷 第 3 期 催 　化 　学 　报 2008 年 3 月 Vol. 29 No. 3 Chinese Journal of Catalysis March 2008 文章编号 : (2008) 研究快讯 : 203～205 ZSM5 分子筛氮化的密度泛函理论研究 武光军 , 　杨雅莉 , 　王贵昌, 　章福祥 , 　关乃佳 (南开大学化学学院新催化材料科学研究所 , 天津 300071) 摘要 : 利用量子化学 中的密度泛函理论 , 基于 ZSM5 分子筛 的 8 T 簇模型 , 在 Gaussian 98 程序 中采用 B3L YP 方法和 ( ) 6311 G d ,p 基组计算了 ZSM5 分子筛中氮的最佳取代位置. 计算结果表明 ,分子筛骨架中氧原子被氮原子取代的最佳位置 为 O11 和 O21 位. 由于位于 B 酸位上的 O11 原子是氮原子的最佳取代位置之一 ,所以氮化可以减弱分子筛表面的B 酸强度. 关键词 : 密度泛函理论 ; ZSM5 分子筛 ; 氮化 ; 取代 中图分类号 : O643 　　　文献标识码 : A 　　近年来 ,利用高温氮化的方法以氮原子取代分 面酸性 ,氮化的 ZSM5 分子筛催化剂在乙苯和乙醇 子筛骨架中的氧原子来制备固体碱催化剂引起了人 烷基化制备对二乙苯的反应中表现出良好的稳定性 们的广泛关注. 由于氮原子的电负性比氧原子低 , 和选择性. 取代后分子筛骨架的 Lewis 碱性增强. 同时 ,利用 　　为了进一步研究氮化对分子筛表面酸性的修饰 氮化方法制备的碱性分子筛具有与原料相同的骨架 作用及取代机理 ,本文采用密度泛函的方法模拟计 ( 结构和高比表面积. 目前已有多种微孔分子筛 如 算得到了 ZSM5 分子筛氮化过程中氮原子的最佳 SAPO11[1 ] , ZSM5[2～4 ] , SAPO34 [5 ,6 ] , Beta[7 ]等) 取代位置. 被用于氮化研究. 与介孔分子筛的氮化相比,微孔 　　以包含有 8 个硅原子和 7 个氧原子的 8 T 簇模 ( ( ) ) 分子筛因结晶度高和结构有序性好而难以氮化 , 因 型作为 ZSM5 分子筛计算的簇模型 图 1 a , 根 此制得的含氮微孔分子筛碱性较低. 前文[3 ,4 ]表明 , 据 van Koningsveld 等[8 ] 报道的 ZSM5 的晶体结构 氮化可以作为一种改性方法调变ZSM5分子筛的表 确定簇模型中各原子的相对位置. 每个 8 T 簇模型