H-ZSM-5分子筛催化4-MBP与甲醇甲基化的反应机理

4，4’-二甲基联苯（4，4＇-DMBP）是生产高性能聚合物材料的重要前驱体，可以通过4．甲基联苯（4．MBP）甲基化制得．本文采用“our own-N-layered integrated molecular orbital＋molecular mechanics”（ONIOM）和密度泛函理论（OFT）方法研究H—ZSM-5分子筛孔内4-MBP和甲醇择形甲基化的反应机理，考虑了分步和协同反应机理．分步机理的活化能低于协同机理．在两种反应机理中，4，4＇-DMBP为动力学优先生成产物．过渡态择形的特征也使甲基化更容易生成4，4＇-DMBP．在分子筛孔内，4-MBP异构化生成3-甲基联苯（3-M...

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Published in物理化学学报 Vol. 31; no. 1; pp. 56 - 66
Main Author 李玲玲 JANIK J．Michael 聂小娃 宋春山 郭新闻
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 大连理工大学化工学院，精细化工国家重点实验室，PSU-DUT联合能源研究中心，辽宁 大连116024%大连理工大学化工学院，精细化工国家重点实验室，PSU-DUT联合能源研究中心，辽宁 大连116024 2015
辽宁科技学院冶金工程学院，辽宁 本溪 117004
宾夕法尼亚州立大学化学工程系，宾夕法尼亚16802，美国%佐治亚理工学院化学与生物工程学院，亚特兰大30332-0100，美国%大连理工大学化工学院，精细化工国家重点实验室，PSU-DUT联合能源研究中心，辽宁 大连116024
宾夕法尼亚州立大学能源与矿物工程系能源研究所，PSU-DUT联合能源研究中心，宾夕法尼亚16802，美国
Subjects
4-MBP
H-ZSM-5
ONIOM
甲基化
甲醇
4-MBP
H-ZSM-5
ONIOM
甲醇
甲基化
Methylation
Methanol
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ISSN1000-6818
DOI10.3866/PKU.WHXB201411052

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Summary:4，4’-二甲基联苯（4，4＇-DMBP）是生产高性能聚合物材料的重要前驱体，可以通过4．甲基联苯（4．MBP）甲基化制得．本文采用“our own-N-layered integrated molecular orbital＋molecular mechanics”（ONIOM）和密度泛函理论（OFT）方法研究H—ZSM-5分子筛孔内4-MBP和甲醇择形甲基化的反应机理，考虑了分步和协同反应机理．分步机理的活化能低于协同机理．在两种反应机理中，4，4＇-DMBP为动力学优先生成产物．过渡态择形的特征也使甲基化更容易生成4，4＇-DMBP．在分子筛孔内，4-MBP异构化生成3-甲基联苯（3-MBP）的反应被抑制．在分子筛外表面，4-MBP异构化生成3-MBP比甲基化反应更有动力学优势，导致4，4＇-DMBP选择性降低．对外表面进行改性将会抑制4-MBP异构化反应，并使反应在分子筛孔内进行，因此可以提高4，4＇-DMBP的选择性．H-ZSM-5催化择形和非择形反应的计算结果与实验现象一致．
Bibliography:11-1892/06
ONIOM; Methylation; Methanol; 4-MBP; H-ZSM-5
LI Ling-Ling, JANIK J. Michael, NIE Xiao-Wa, SONG Chun-Shan, GUO Xin-Wen（1.Department of Metallurgical Engineering, Liaoning Institute of Science and Technology, Benxi 117004, Liaoning Province, P. R. China; 2.State Key Laboratory of Fine Chemicals, PSU-DUT Joint Center for Energy Research, School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning Province, P R. China; 3.EMS Energy Institute, PSU-DUTJoint Center for Energy Research and Department of Energy ＆ Mineral Engineering, Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA; 4.Department of Chemical Engineering, Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA; 5.School of Chemical ＆ Biomolecular Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332-0100, USA）
The methylation of4-methylbiphenyl （4-MBP） can yield 4,4＇-dimethylbiphenyl （4,4＇-DMBP）, an important precursor for advanced polymers. The reaction mechanism of the shape-selective m
ISSN:1000-6818
DOI:10.3866/PKU.WHXB201411052