科学家在沸石理论戳洞

理论家在英国研究铝沸石催化地活跃的物种分布,发现-Al-O-Al——联系的证据可能存在在一些沸石物种。¹

自从洛温斯坦第一次发表了他的研究分布的铝硅酸盐和铝酸盐类的四面体的1954年,²科学家们普遍接受,铝集群不能存在于沸石结构。洛温斯坦规则的“铝回避”状态,只要两个四面体是联系在一起的一个氧桥,如果一个被一个铝原子的中心,另一个必须被硅。因此,洛温斯坦法则禁止-Al-O-Al——联系发生在沸石,并规定的比率艾尔:如果在沸石必须是1:1。

的第一件事你了解这些材料在本科化学是这些铝沸石联系不存在,”状态本·斯莱特来自伦敦大学学院。然而,在执行详细的周期性的密度泛函理论(DFT)计算在沸石催化地活跃的系统中,斯莱特和他的团队观察到热力学偏好^{3 +}原子彼此坐在相邻的羟基架桥,如何有效地挑战普遍假设原子排列在沸石的材料。

SSZ-13沸石的问题,工业应用将甲醇转化为烯烃的催化剂和选择性地降低氮氧化物。斯莱特的团队研究sodium-containing和SSZ-13的质子化了的形式,后者是催化地活跃。计算的值是我们把原子,所以我们知道正是他们在空间和材料,“斯莱特说。当你复合你不知道的确切位置之间的原子,因此你不能推断活动和铝的位置。”

更好的催化剂

现有的描述技术无法区分硅和铝框架。的铝与催化地相关活性成分的材料,如果我们知道活跃的网站,那么我们就可以理解为什么这些是有效的催化剂,然后使用这些知识来让他们更好的是,“斯莱特解释道。

通常,沸石合成的两步过程铝已经锁定一个Lowensteinian配置。在这工作,斯莱特说他们鼓励实验的方式可能有不同的沸石的合成方法直接使质子化了的催化剂的活性形式non-Lowenstein联系存在。通过这个,材料本身会更稳定,使它更耐用的催化剂,这将增强其长寿。”

卡洛•都灵大学的材料专家,意大利,认为工作将产生高影响基本和应用的理由:“很明显,本研究将产生一个巨大的争论在沸石社区,开放的讨论一些重要的问题。有铝联系现有沸石逃脱了实验检测到目前为止?我们可以作用于该合成意识到这些联系和增加他们的人口相对于标准孤立铝网站?最后,我们可以设想细化描述技术,将使我们能够辨别可能存在这样的non-Lowensteinian联系吗?”