在石油煉制與精細化工領域,沸石分子篩憑借其規則微孔結構與出色熱穩定性,一直是不可或缺的關鍵材料。然而,傳統工業中常用的沸石分子篩多為12元環微孔結構,孔徑通常小于0.75納米。當面對多環芳烴、樹脂以及瀝青質等大分子物質時,這類分子篩會遭遇嚴重的擴散限制問題,極大影響了處理效率與效果。
盡管近年來科研界已成功開發出若干16元環、20元環甚至22元環的超大孔沸石分子篩,但它們依舊處于微孔范疇。早期出現的MCM - 41等介孔分子篩,雖然具備較大的孔徑,可由于骨架為無定形結構,導致熱穩定性嚴重不足。因此,化學與催化領域長期面臨一個重大挑戰:如何在維持沸石晶態骨架穩定性的同時,構建出規則、有序的本征介孔結構材料。
近日,科研領域傳來重大突破。一支科研團隊在前期雙金剛烷基磷結構導向劑的研究基礎上,進一步創新發展出雙季磷鹽結構導向劑。借助這一創新成果,成功創制出目前已知孔口直徑最大的36元環全結晶介孔沸石分子篩,并將其命名為NJU120 - 6。這一成果成功打破了傳統界限,將晶態沸石分子篩從微孔領域推向了介孔范疇。
NJU120 - 6擁有諸多令人矚目的特性。其自由孔徑達到25.71埃×19.12埃,具備高度開放的三維骨架結構,骨架密度僅為9.39 Si/nm3,孔體積高達0.66 cm3/g,材料密度甚至比水還要低。更為突出的是,它在1173K的高溫環境下依然能夠保持結構穩定,展現出卓越的熱穩定性。
在化學組成方面,NJU120 - 6具有極大的靈活性。它能夠在較寬的Si/Al范圍內引入鋁元素,進而形成Br?nsted酸中心;同時,還能通過一鍋法將鈦元素摻入骨架,成功構筑出氧化催化活性位點。這一特性使得NJU120 - 6在重質油高效轉化以及大分子精細化學品催化轉化等方面,展現出巨大的應用潛力,為相關領域提供了全新的材料平臺。
相關研究成果已在國際知名學術期刊《科學》上在線發表,引發了科研界的廣泛關注與討論。











