在石油煉制與精細化工領(lǐng)域,沸石分子篩憑借其規(guī)則微孔結(jié)構(gòu)與出色熱穩(wěn)定性,一直是不可或缺的關(guān)鍵材料。然而,傳統(tǒng)工業(yè)中常用的沸石分子篩多為12元環(huán)微孔結(jié)構(gòu),孔徑通常小于0.75納米。當面對多環(huán)芳烴、樹脂以及瀝青質(zhì)等大分子物質(zhì)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(fā)出若干16元環(huán)、20元環(huán)甚至22元環(huán)的超大孔沸石分子篩,但它們依舊處于微孔范疇。早期出現(xiàn)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(jié)構(gòu),導致熱穩(wěn)定性嚴重不足。因此,化學與催化領(lǐng)域長期面臨一個重大挑戰(zhàn):如何在維持沸石晶態(tài)骨架穩(wěn)定性的同時,構(gòu)建出規(guī)則、有序的本征介孔結(jié)構(gòu)材料。
近日,科研領(lǐng)域傳來重大突破。一支科研團隊在前期雙金剛烷基磷結(jié)構(gòu)導向劑的研究基礎(chǔ)上,進一步創(chuàng)新發(fā)展出雙季磷鹽結(jié)構(gòu)導向劑。借助這一創(chuàng)新成果,成功創(chuàng)制出目前已知孔口直徑最大的36元環(huán)全結(jié)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(tǒng)界限,將晶態(tài)沸石分子篩從微孔領(lǐng)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(jié)構(gòu),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(huán)境下依然能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,展現(xiàn)出卓越的熱穩(wěn)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(nèi)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(gòu)筑出氧化催化活性位點。這一特性使得NJU120 - 6在重質(zhì)油高效轉(zhuǎn)化以及大分子精細化學品催化轉(zhuǎn)化等方面,展現(xiàn)出巨大的應用潛力,為相關(guān)領(lǐng)域提供了全新的材料平臺。
相關(guān)研究成果已在國際知名學術(shù)期刊《科學》上在線發(fā)表,引發(fā)了科研界的廣泛關(guān)注與討論。











