bic_aakolganov_202205_cuz_report_short_31_05_2022.pdf

• Колганов Александр Александрович, аспирант четвёртого курса Института катализа СО РАН, м.н.с. отдела физико-химических методов исследования.
• Габриенко Антон Алексеевич, к.х.н., c.н.с. группы ЯМР спектроскопии каталитических превращений углеводородов.

Установление механизмов превращения метана в ценные химические продукты на Cu-модифицированных цеолитах является важной задачей, как с фундаментальной, так и с практической точки зрения. Одним из важных вопросов является роль различных Cu-центров в активации метана. В данной работе мы методом DFT исследовали активацию метана на катионах Cu²⁺ цеолита Cu²⁺/H-ZSM-5. Мы рассмотрели два типа центров: изолированные катиона меди Cu²⁺ и парные центры Cu²⁺…Cu²⁺. Проведённые в рамках работы DFT-расчёты показали, что на катионах Cu²⁺ происходит гетеролитический разрыв связи C–H метана с образованием медь-метила и бренстедовского кислотного центра. На парных центрах Cu²⁺…Cu²⁺ может происходить дальнейшая реакция гомолитического разрыва связи Cu–C в медь-метиле с образованием метильного радикала, который далее стабилизируется каркасом цеолита в виде поверхностного метоксида Si–O(CH₃)–Al. Таким образом, на цеолите Cu²⁺/H-ZSM-5 была показана возможность превращения метана в поверхностные метоксидные частицы и, следовательно, в метанол без присутствия внекаркасного кислорода.