Computational Insight into Methane–Methanol Coupling and Aromatization over Metal-Modified ZSM-5: From Mechanism to Catalyst Screening

芳构化 甲醇 催化作用 化学 甲烷氧化偶联 ZSM-5型 机制(生物学) 甲烷 沸石 金属 联轴节(管道) 材料科学 有机化学 冶金 物理 量子力学
作者
Mengnan Sun,Xiaowa Nie,Xinwei Zhang,Sirui Liu,Chunshan Song,Xinwen Guo
标识
DOI:10.1021/cbe.3c00021
摘要

ZSM-5 zeolite modified by molybdenum is one of the promising catalysts for methane dehydroaromatization (MDA). The introduction of methanol to couple with methane over metal-modified ZSM-5 can facilitate the MDA reaction, but the reaction mechanism, optimal energy pathways, and kinetic and selectivity controlling factors remain to be clarified. In this study, periodic density functional theory (DFT) calculations were performed to investigate the mechanism of methane-methanol coupling and aromatization over Mo/ZSM-5. The calculation results showed that the process of methane-methanol coupling to light olefins (mainly ethylene and propylene) was determined by the C-C coupling step, while further aromatization of the ethylene and propylene intermediate was kinetically controlled by the dehydrogenation step involved in the regeneration of the Brønsted acid site over Mo/ZSM-5. The co-adsorption of H2O produced from methanol dehydration had little effect on methane-methanol coupling to ethylene but increased the rate-limiting barrier for ethylene aromatization to benzene. To further improve the catalytic performance of Mo/ZSM-5, we found that introducing a second metal component such as Co, Ni, or Nb into Mo/ZSM-5 could promote the C-C coupling process and enable these bimetallic combinations to be promising candidates for methane-methanol coupling reactions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Fen发布了新的文献求助10
3秒前
小蘑菇应助花花采纳,获得10
3秒前
3秒前
MOhy发布了新的文献求助10
4秒前
wxZeng发布了新的文献求助10
4秒前
花痴的手套完成签到 ,获得积分10
5秒前
安详黎云发布了新的文献求助10
5秒前
zhong完成签到,获得积分10
5秒前
满家归寻完成签到 ,获得积分10
6秒前
cady完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
mmw完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
科目三应助MOhy采纳,获得10
9秒前
小鱼完成签到,获得积分10
9秒前
Hus11221完成签到,获得积分10
10秒前
小迷糊完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
脑洞疼应助听风遇见采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
害羞香菇发布了新的文献求助10
11秒前
开心完成签到,获得积分10
12秒前
笑傲江湖完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
大模型应助1234采纳,获得10
14秒前
Evilw1an完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
醉清风完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
毕加狗完成签到 ,获得积分10
15秒前
liumou发布了新的文献求助10
15秒前
科研小白发布了新的文献求助10
15秒前
缘起缘灭完成签到,获得积分10
16秒前
sumo完成签到,获得积分10
17秒前
ariaooo完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
科研通AI6应助酷酷的紫南采纳,获得30
18秒前
19秒前
应寒年完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5317879
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4460213
关于积分的说明 13877759
捐赠科研通 4350555
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2389481
邀请新用户注册赠送积分活动 1383568
关于科研通互助平台的介绍 1353015