Deciphering reaction mechanism network of n-heptane dehydrocyclization over H-ZSM-5 zeolite

化学 沸石 ZSM-5型 庚烷 催化作用 机制(生物学) 反应机理 有机化学 认识论 哲学
作者
Guangyuan He,Donghai Mei
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier]
卷期号:436: 115623-115623 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.jcat.2024.115623
摘要

The dehydrocyclization of naphtha is a process of great significance in the petrochemical industry, as it enables the production of valuable aromatics. While experimental studies have demonstrated the catalytic activity of H-ZSM-5 zeolite in converting alkanes to aromatics, there is a notable absence of theoretical investigations into the reaction mechanisms involved in the dehydrocyclization of naphtha. Herein, the conversion of n-heptane to toluene over H-ZSM-5 zeolite was examined using first-principles density-functional theory (DFT) calculations. The dehydrocyclization process of n-heptane involves several key steps, including dehydrogenation, isomerization, and cyclization. Specifically, the dehydrogenation of n-heptane produces 1-heptene, 2-heptene, and 3-heptene, which then undergo various dehydrocyclization pathways leading to the formation of toluene: (i) C1-C5 ring closure of 1-heptene; (ii) C1-C6 ring closure of 1-heptene; (iii) C2-C6 ring closure of 2-heptene; (iv) dehydrogenation of 3-heptene to heptadiene, with C1-C5 ring closure; and (v) dehydrogenation of 3-heptene to heptatriene, with C1-C6 ring closure, followed by sequential ring expansion and/or dehydrogenation to toluene. The DFT results indicate that the dehydrogenation steps are energetically demanding, with the conversion of n-heptane to toluene via 1-heptene identified as the most favorable cyclization route. This theoretical investigation provides valuable insights into the fundamental mechanisms underlying the dehydrocyclization of naphtha for the production of aromatics, with potential implications for the development of more efficient catalytic processes in the petrochemical industry.
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
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
刚刚
刚刚
完美的冷荷完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
芳芳子完成签到 ,获得积分10
2秒前
浮生完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
专注的问寒应助内向迎蕾采纳,获得20
3秒前
XIAOATAIA完成签到,获得积分10
3秒前
amazeman111发布了新的文献求助10
4秒前
专注的问寒应助茜茜采纳,获得50
4秒前
沉默的驳发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
大意的惊蛰完成签到,获得积分10
4秒前
Yidie发布了新的文献求助10
5秒前
orixero应助沉睡的大马猴采纳,获得10
5秒前
个性凡儿发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
yummm完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
希望天下0贩的0应助囚徒采纳,获得10
7秒前
7秒前
蝉蝉完成签到,获得积分10
8秒前
醉熏的荣轩完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
英姑应助勤奋靖易采纳,获得10
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
耍酷的冷雪完成签到,获得积分10
10秒前
fff1发布了新的文献求助20
10秒前
个性凡儿完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
james发布了新的文献求助10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
陈诚完成签到,获得积分10
14秒前
yxl0214发布了新的文献求助10
14秒前
大模型应助帮抬抬采纳,获得10
14秒前
15秒前
慕青应助xiaoxiang采纳,获得10
16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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Human Embryology and Developmental Biology 7th Edition 2000
The Developing Human: Clinically Oriented Embryology 12th Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5741647
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5403409
关于积分的说明 15343085
捐赠科研通 4883236
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2624979
邀请新用户注册赠送积分活动 1573765
关于科研通互助平台的介绍 1530709