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沸石的绿色合成
简介

成果简介:

硅铝沸石因其具备有序的微孔结构、较大的比表面积、较高的热和水热稳定性、骨架酸中心、可交换的阳离子等优异性能而被广泛应用在石油化工等方面,它也是工业上应用最多的催化剂之一。传统的沸石合成一般是在水热条件下进行的。通常需要使用大量的水,这样在工业上会带来一系列问题:

(1)由于沸石是在碱性条件下合成,大量用水必然会带来大量的含碱废水,污染环境,并且消耗大量的水资源;

(2)沸石通常是在100-220°C的高温区间水热合成,大量用水会形成很高的自生压,因此工业上需要使用高压反应釜,这增加了设备成本,同时也增加了安全隐患;

(3)大量水的使用会造成固体产率降低,导致生产容器的效率低下。因此如果能够不使用溶剂(水)来合成沸石,可以同时解决环境、安全以及效率的问题,是一条梦寐以求的绿色路线。

主要功能与指标:

肖丰收和孟祥举研究小组一直致力于沸石合成绿色路线的设计,已经成功的在无有机模板剂的条件下合成了一系列沸石,包括ECR-1、ZSM-34、Beta、FER以及LEV等沸石。研究成果先后发表在Chem. Mater (2006,18, 2775 ; 2008,20,357 ;2008,20,4533;2010,22,3099)、Chem. Commun.(2011,47, 3945)、J.Mater.Chem.(2011,21,9494)和Micropor.Mesopor. Mater. (2012,155, 1)等杂志上。去年他们又成功的在无溶剂的条件下合成了介孔磷酸铝材料,成果发表在J. Mater. Chem. (2011,21,12026)。在此基础上,今年他们成功的在无溶剂的条件下合成了MFI、BEA、FAU和SOD等微孔沸石,在设计绿色路线合成微孔沸石方向上再次取得了新突破,成果发表在J. Am. Chem. Soc.DOI: 10.1021/ja3044954

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja3044954)。

应用领域与前景:

这一研究成果被审稿人认为是不可思议的新路线。该路线在工业生产上具有重要应用前景。