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中国科学院大连化学物理研究所田鹏研究员（点击查看介绍）、刘中民院士（点击查看介绍）团队研究了吡啶在丝光沸石（MOR）上的吸脱附行为及其对二甲醚羰基化催化性能的影响，发现吡啶在室温即可接触丝光沸石侧口袋内（八元环孔口）的酸性位点，但随着温度的升高，由于空间位阻等原因，这部分吡啶分子又会优先脱附。进一步考察不同温度脱附吡啶的MOR沸石的催化性能，并结合吡啶溶液交换等手段揭示出MOR侧口袋内的酸位具有异质性，位于侧口袋底部的酸位具有最高的羰基化活性。通过对催化剂酸密度的调节与吡啶脱附温度的控制，研究团队在硅铝比（Si/Al）13.8的py-MOR上获得了高达7.2 mmol/g/h的时空收率。
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自Iglesia 2006年首次报道在分子筛催化剂上实现高选择性二甲醚（DME）羰基化以来，该反应获得了研究者的广泛关注。DME羰基化反应的产物乙酸甲酯（MA）可以进一步加氢生成乙醇（重要的化学品和燃料添加剂），因此该反应提供了一条从煤和天然气出发生产乙醇的新途径。2017年，大连化学物理研究所开发的甲醇经DME制乙醇过程（DMTE技术）实现了全球首套10万吨/年示范装置的顺利投产和平稳运行。
丝光沸石和镁碱沸石已被证明是DME羰基化反应的有效分子筛催化剂。特别是丝光沸石显示出高的羰基化活性和MA选择性。MOR的骨架由沿c轴方向的12元环（6.5×7.0Å）和8元环（2.6×5.7Å）孔道组成，二者由沿b轴方向的8元环（3.4×4.8Å）短孔道相互连通，两个交叉的8元环孔道构成“侧口袋”。由于沿c轴的8元环孔道较窄，大多数分子无法穿过，因此MOR在催化反应中多表现为一维孔道分子筛的性质。先前的工作已经证明，DME在酸性沸石上的羰基化机理涉及DME在B酸位上的吸附形成甲氧基，并随后与CO反应生成乙酰基中间体，进而与DME反应生成MA。其中，乙酰基的生成是整个反应的决速步骤。此外，研究发现羰基化的活性中心位于8元环侧口袋内，而12元环主孔道的酸性位会引起副反应，导致催化剂积碳失活。吡啶修饰策略是目前最为有效的提升催化剂稳定性的方法。文献均认为吡啶作为碱性大分子，只能选择性毒化MOR分子筛12元环孔道内的酸性位，而无法接触8元环侧口袋内的酸性位点。因此吡啶也常作为探针分子，用于表征丝光沸石12元环和8元环孔道的酸分布。
该研究团队首先采用红外光谱和吡啶吸附研究了不同硅铝比的氢型MOR样品上酸位的可接近性（图1）。发现硅铝比较高的样品MOR（13.8）、MOR（16.5）和MOR（19.4）在室温吸附吡啶后，所有酸羟基峰消失。这意味着吡啶可以接触包括侧口袋酸性位在内的所有B酸位。结合样品的骨架结构表征，该现象可能与MOR样品中存在的缺陷位有关。对于低硅样品MOR（7.0）和MOR（9.7），室温下吡啶同样可以接触到侧口袋内的酸性位，但吡啶不能实现对所有酸位的覆盖。这种现象推测与低硅样品较高的酸密度有关，即局部吡啶密度较高导致的扩散阻力。此外，低硅样品中较高的骨架外铝含量也可能加重吡啶扩散的困难。随着吸附温度的升高，更多的酸中心可以被吡啶接触。