中国科学院青岛能源所成功合成新型介孔沸石分子筛,有望用于重油裂解化工生产

xxn 阅读:10212 2024-12-31 20:02:13 评论:0

报道称,中国科学院青岛生物能源与过程研究所最近成功合成了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 ZMQ-1,并且相关研究结果已在国际顶级期刊Nature上在线发表。

沸石分子筛是一种在化工、能源、环保等领域广泛应用的微孔结晶材料。传统沸石分子筛微孔尺寸小于2nm,这种特性使其能实现客体分子选择性催化和吸附分离,但同时也限制了其在处理大分子过程中的应用。

具有尺寸均一的介孔(2~50nm)或大孔(大于50nm),且在结构稳定性方面表现出色的沸石分子筛对于大分子工业生产至关重要,也是科学家们追求的目标。然而,以往的合成结果未能在各个方面达到理想水平。

研究人员成功合成了ZMQ-1沸石分子筛,该分子筛具有高热稳定性和水热稳定性,且分子筛骨架硅铝比可调。这将有望在化学工业中应用于大分子处理和扩散限制过程。

在ZMQ-1的合成过程中,研究团队采用双季磷阳离子作为有机结构导向剂和模板剂,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。

该分子筛拥有由28×10×10元环构成的三维孔道系统,28元环的尺寸达到22.32 × 11.84 Å,已超出介孔范畴。

▲ D 图内圈即28元环
图源中国科学院青岛能源所,下同

ZMQ-1分子筛具有丰富的中强B酸位点。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沸石分子筛对轻质燃料(汽油Gasoline和柴油Diesel)表现出较高的产物选择性,并且产生的焦炭(Coke)、液化石油气(LPG)和干气(Dry Gas)等产物也较少。

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