沸石分子筛是微孔结晶材料,在化工、能源、环保等领域应用广泛。传统沸石分子筛孔径尺寸通常小于1纳米,这一特性使沸石分子筛成为实现客体分子择型催化和吸附分离的关键,但这些微小的孔隙限制了沸石分子筛在处理更大尺寸大分子过程中的应用。开发出具有更大孔径尺寸的沸石分子筛是科学家的目标。
酸碱刻蚀等后处理方式可以将介孔或大孔引入沸石分子筛中,得到微孔、介孔和大孔复合的“多级孔”或“等级孔”分子筛材料。而这些后引入孔通常尺寸不均一,且对分子筛的结晶度、酸强度和结构稳定性产生削弱。前期,有研究通过引入表面活性剂或有机模板剂实现了含本征介孔的分子筛材料的合成,但这些材料均为非结晶组成或结构稳定性差,无法满足苛刻的实际工业生产条件要求。
近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员Valentin Valtchev和副研究员卢鹏带领的研究团队,在新型沸石分子筛合成领域取得了突破性进展。
该团队设计并合成了双季磷阳离子作为有机结构导向剂和模版剂,利用结构导向和空间填充双重作用,首次实现了本征介孔与微孔在原子层面的完美连接,制备出新型硅酸盐沸石分子筛ZMQ-1。该团队与瑞典斯德哥尔摩大学教授邹晓冬合作,结合先进的三维旋转电子衍射电镜技术、X射线粉末衍射、积分差分相位衬度成像透射电镜和固体核磁共振技术,解析了这一分子筛的复杂结构。研究发现,ZMQ-1分子筛拥有由28×10×10元环构成的三维孔道系统。其中,28元环的尺寸达到22.32×11.84Å,这一尺寸已迈入介孔范畴。
ZMQ-1分子筛具有高的热稳定性和水热稳定性、丰富的中强B酸位点且分子筛骨架硅铝比可调。在重油催化裂化反应中,与商业化沸石分子筛催化剂相比,含磷ZMQ-1沸石分子筛表现出对轻质燃料较高的选择性,且产生的焦炭、液化石油气和干气等产物较少。
ZMQ-1分子筛是目前已知的首例通过全合成方法制备的结构稳定的本征介孔硅铝酸盐沸石分子筛。这一新型沸石分子筛的成功制备,为分子筛材料领域的发展提供了新的思路和方向。同时,新型沸石分子筛独特的介孔结构和稳定的化学性质有望在大尺寸分子催化转化和吸附分离工业应用中发挥重要作用。
相关研究成果以A stable zeolite with atomically ordered and interconnected mesopore channel为题,在线发表在《自然》(Nature)上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。
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ZMQ-1沸石分子筛的结构和iDPC-STEM图像
ZMQ-1与商业化沸石分子筛上的重油催化裂化反应结果
近日,中国科学技术大学曾杰教授课题组在高熵合金催化剂的设计制备领域取得重要进展。研究人员提出了一种基于合金化效应 种子在植物生命周期中发挥着重要作用,而种子寿命是决定能否长期储存的关键因素。莲子具有极强的生命力,能够在自然环境中的泥碳层存活千年,并在适宜条件下萌发。然而,以往研究聚焦于生理结构和生化组分对莲子寿命的 当地时间10月29日至30日,二十国集团(G20)教育部长会议在巴西福塔莱萨召开。会议围绕数字教育平台和课程资源建设、教育工作者能力建设、学校—社区联动倡议等议题进行讨论。教育部副部长陈杰出席会议并发言。 陈 新时代迈向中国式现代化的学前教育高质量发展离不开有力的法治保障。近日,《中华人民共和国学前教育法》(下称《学前教育法》)颁布。《学前教育法》设专章对幼儿园如何开展保育教育工作予以规范 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 欧媚)11月11日,北京工业职业技术学院职教出海研究中心成立仪式暨《职业中文教育学刊》学术研讨会举行。该中心将围绕推动“一带一路”教育共同体建设,探索与企 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 欧金昌 通讯员 伍柳媛 陈昊华)日前,2024年世界职业院校技能大赛争夺赛高职组“智慧物流”赛项在广西职业技术学院举行,来自全国31个省(区、市)共63支队伍参赛。 。本文链接:科学家制备出新型硅酸盐沸石分子筛http://www.sushuapos.com/show-12-500-0.html
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