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ZSM-5分子筛具有椭圆孔道结构和良好的稳定性,是甲醇制烯烃反应最常用的催化剂之一。ZSM-5分子筛催化甲醇制烯烃反应副产物较多,所以低碳烯烃的选择性较低,同时甲醇制烯烃反应芳烃循环中芳烃来源是不明确的。本文运用密度泛函理论研究了ZSM-5分子筛催化甲醇制烯烃反应中芳烃共催化剂来源以及单双酸性位对MTO反应的影响。对于MTO反应中芳烃共催化剂的来源,本文通过研究低碳烯烃乙烯和丙烯自身耦合生成苯的反应机理,为芳烃来源提供了路径。对于ZSM-5分子筛的单双酸性位对MTO反应的影响,本文工作研究B和Ga分别改性ZSM-5分子筛T12位后催化MTO反应的机理,明确单个酸性位及酸性强度对MTO反应的影响;接着研究了双Al以及B和Al取代ZSM-5分子筛T3和T12位催化MTO反应的机理,明确双酸性位及酸性强度对MTO反应影响。本文研究工作的主要结论如下:1.乙烯或丙烯自身耦合生成苯的反应路径分别经历通过1-甲基-2-环戊烷碳阳离子M17中间体的反应路径和通过1-甲基-1-环戊烷碳阳离子M19中间体的反应路径。在乙烯和丙烯自身耦合生成苯过程中,通过1-甲基-2-环戊烷碳阳离子M17中间体的反应路径的决速步骤是甲基环戊烷M8-1生成共吸附的1-甲基-3-环戊基烷氧基和甲烷分子M9-1;而在乙烯自身耦合生成苯的过程中,通过1-甲基-1-环戊烷碳阳离子M19中间体的反应路径的决速步骤是乙基烷氧基和乙烯的共吸附物M3生成丁基烷氧基M4,在丙烯自身耦合生成苯的过程中,通过1-甲基-1-环戊烷碳阳离子M19中间体的反应路径的决速步骤是环己烯M22-1生成共吸附的环己烯碳阳离子和甲烷分子M23-1。以上反应路径中决速步骤的活化能近似相等,因此在乙烯或丙烯自身耦合生成苯的过程中两条路径都是可能的。另外,乙烯耦合生成苯过程中决速步骤的活化能与MTO反应中决速步骤的活化能相近,这表明烃池机理的共催化剂芳烃可以来自于乙烯或丙烯的自身耦合。该研究证实了MTO反应中的芳烃共催化剂可以来源于产物乙烯和丙烯,为我们对MTO反应中芳烃共催化剂起源的理解提供了证据。2.B和Ga同晶取代单酸性位的ZSM-5分子筛(Al12ZSM-5)的T12位后,Br?nsted酸强度相对于Al12ZSM-5分子筛减弱了。Ga改性后对于MTO反应芳烃侧链机理中乙烯和丙烯的活性和选择性几乎没有影响;而B改性后MTO反应的活化能升高,说明反应速率减慢,但是生成乙烯的选择性较生成丙烯的选择性提高了。3.与单酸性位的Al12ZSM-5分子筛相比,双酸性位改性的分子筛(HAl3-HAl12ZSM-5和HB3-HAl12ZSM-5)中Br?nsted酸强度都增强。与Al12ZSM-5分子筛相比,HAl3-HAl12ZSM-5分子筛中甲醇制乙烯的活性提高,而甲醇制丙烯的活性降低。生成乙烯的选择性高于生成丙烯的选择性。与Al12ZSM-5分子筛相比,HB3-HAl12ZSM-5分子筛中MTO反应活性降低,但是生成乙烯的选择性较生成丙烯的选择性提高了。与HAl3-HAl12ZSM-5分子筛相比,HB3-HAl12ZSM-5分子筛中MTO反应中活性和选择性都降低。