5-21、以TDDH为模板剂合成拓扑结构为EWT的RZM-3分子筛

王永睿¹, 祝进程¹, 孙明毅¹, 王丽新¹, 杨吉春², 吴峤², 王晓鸽³, 刘长令², 孙俊良¹, 慕旭宏^1*, 舒兴田¹

1.中国石油化工股份有限公司石油加工研究院催化材料与反应工程国家重点实验室，北京100083

2.沈阳中化农药研发有限公司新型农药发现与开发国家重点实验室，沈阳110021

3.北京大学化学与分子工程学院，北京100083

摘要：炼油、石油化工、煤化工和精细化工是我国国民经济支柱产业。其中，95%的生产过程是催化过程。催化材料是催化过程中的核心技术。分子筛是最重要的一类催化材料，在炼油和化工领域中应用最广，它是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构。据IZA官方网站统计，截至目前，已承认拓扑结构的分子筛有239种。新结构分子筛合成的关键就是要认清模板剂与分子筛之间的关联，例如合成时采用的有机物在分子筛中填充的几何形态及作用、如何筛选新型的模板剂以有效地合成现有结构或新型结构分子筛、解析分子筛的拓扑结构以及分子筛成核时有机物与硅铝等物种的作用方式等。现有的试错和跟踪的研发模式对基础理论研究不够，难以指导新结构分子筛的合成和应用。采用计算模拟手段和结构预测模型，针对模板剂的结构设计和分子筛合成机理进行研究，建立新材料研发的高通量合成平台，是发现新型分子筛结构的有效途径。

本文采用分子模拟软件Materials Studio 8.0，使用COMPASS II forcefield和Monte Carlo simulated annealing (MC-SA) 方法，计算了三种不同结构模板剂(TDDH、PPPH和HPPH)和分子筛骨架之间的结合能以及模板剂在分子筛孔道内的位置，初步确定TDDH是合成RZM-3分子筛的适宜模板剂。高通量分子筛合成装置的结果也表明，与PPPH和HPPH相比，以TDDH为模板剂可以在较宽的原料范围内合成RZM-3分子筛，TDDH的结构导向作用最好。在甘油与异丁烯的醚化反应中，RZM-3分子筛表现出良好的活性和选择性，明显优于KC111树脂，H-ZSM-5和H-Y分子筛，有可能成为一类既有良好择形催化又兼有优异扩散性能的新型分子筛材料。

关键词：分子筛合成；高通量；模拟计算

通讯作者：慕旭宏，电话010-82368251，Email: muxuhong.ripp@sinopec.com

DOI:10.12110/secondfmge.20181014.521