Las zeolitas son importantes en muchos procesos petroquímicos y de síntesis química. Los requisitos económicos y ambientales motivan la exploración persistente de la relación estructura-desempeño de la zeolita y el diseño racional de los catalizadores.

Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el Prof. Liu Zhongmin del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS) reveló la evolución dinámica de los entornos de coordinación de aluminio en la zeolita mordenita (MOR).

El estudio fue publicado en Angewandte Chemie International Edition el 1 de agosto.

Los investigadores encontraron que un tratamiento fácil con piridina podría obligar a la coordinación octaédrica Al a volver a un entorno tetraédrico, lo que podría aumentar el número de sitios activos disponibles y mejorar la difusión del éter dimetílico, mejorando así (cuatro veces) la reactividad del dimetilo. reacción de carbonilación del éter y prolongación de la vida útil de los catalizadores.

Luego, investigaron la evolución dinámica de los entornos de coordinación de aluminio en zeolita mordenita junto con las condiciones de tratamiento.

Descubrieron que todas las especies de Al adoptaron la coordinación del marco tetraédrico en el NH₄ -Muestra MOR. NH₄ -MOR transformado en forma de protón después de la calcinación, lo que lleva a la formación de sitios ácidos de Brønsted (BAS). Mientras tanto, parte del marco de aluminio tetraédrico cambió la geometría a la coordinación octaédrica, que se demostró como aluminio asociado al marco, produciendo sitios ácidos de Lewis (LAS).

Tras la adsorción de piridina, diferentes especies de Al en distintos espacios topológicos de 8 miembros (MR) y 12-MR ocurrieron interacciones complejas con piridina. En el canal 12-MR, la molécula de piridina se unió con BAS, formando BAS-piridina, envenenando así los sitios ácidos. Además, la piridina actuó en la especie Al de coordinación octaédrica, lo que provocó la especie LASs-piridina, que convirtió la especie Al no estructural en tetracoordinación.

Observaron los comportamientos de adsorción y desorción de la piridina en los BAS dentro del canal 8-MR y descubrieron que la piridina no tenía efecto sobre los BAS dentro de los canales 8-MR en esta condición de adsorción de piridina. Por el contrario, la piridina adsorbida obligó a las especies de Al de coordinación octaédrica en el 8-MR a volver a la estructura de zeolita, lo que produjo más BAS en el canal 8-MR.

Por lo tanto, la adsorción de piridina fue útil para obtener un catalizador MOR con más átomos de Al del marco en el canal 8-MR, y se desactivaron los sitios ácidos en el canal 12-MR, mejorando así la conversión de éter dimetílico y prolongando la vida útil del MOR protónico. zeolita + Explora más

Transformación directa de CH3Cl en ácido acético a través de una reacción de carbonilación