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烯烃的活化在石油化工中占有重要地位，该反应路径的研究对于我们理解催化反应机理，选择和设计更高效的催化剂具有重要意义。丙烯在分子筛表面的H/D 交换反应涉及到C-H 键的断裂与生成，是研究烯烃活化转化的模型反应。实验中发现，在D-ZSM-5 分子筛过量的情况下我们可以得到全氘代丙烯产物[1]，然而实验上未能给出具体的反应路径。量子化学计算作为实验的辅助手段可以在原子分子水平上研究催化反应的机理及其反应活性[2]。在这里我们采用DFT 方法对丙烯在D-ZSM-5 分子筛中H/D 交换反应机理进行了系统研究。计算结果发现，丙烯与分子筛上氘原子通过五次质子化和脱氢反应生成五氘代丙烯；而最后一个氢原子氘代最为关键。通过对三种可能路径的研究，我们发现双分子反应机理最具有优势(如下图2)。同时研究发现强酸性的Al-ZSM-5 反应能垒较低，交换反应更容易进行。我们的研究成果不但成功地解释了实验现象，也将为实际石油化工反应中催化剂的选择与设计提供可靠的理论依据。