穩定的超大孔沸石在催化和分子分離中極為理想,但大多數仍保持微孔性,限制了其對笨重基底物的有效性。在少數表現出間孔性特征的超大孔隙沸石中,孔隙通常形成細長的非圓形孔隙。
2026年2月19日,南京大學黎建、中國石化石油化工科學研究院林偉、南京工業大學徐樂共同通訊在Science在線發表題為“A 36-ring zeolite with intrinsic cylindrical mesopores”的研究論文。該研究通過構筑大體積的雙季磷鹽結構導向劑,成功創制本征全結晶介孔孔道的36元環硅鋁/硅鈦沸石分子篩NJU120-6。這標志著穩定全結晶介孔沸石分子篩的設計與構筑邁入新階段,為重質油高效轉化和大分子精細化學品催化轉化提供了全新材料平臺。
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沸石分子篩因其規則微孔結構和優異的熱穩定性,在石油煉制和精細化工中發揮著不可替代的作用。然而,傳統工業沸石分子篩多為12元環微孔結構,孔徑通常小于0.75納米,在處理多環芳烴、樹脂及瀝青質等大分子時面臨嚴重擴散限制。盡管近年來已報道若干16元環、20元環甚至22元環的超大孔沸石分子篩,但仍處于微孔范圍。
另一方面,早期發展的MCM-41等介孔分子篩雖具大孔徑,卻因無定形骨架而熱穩定性不足。如何在保持沸石晶態骨架穩定性的同時,實現規則、有序的本征介孔結構材料的構筑,長期以來被視為材料化學與催化領域的重要挑戰。
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雙膦鎓結構導向劑設計及NJU120-6的36元環超大孔結構示意圖(圖源自Science)
該研究報道了一種全新高硅沸石NJU120-6。該材料首次實現由36元環構筑的本征圓柱形介孔通道,自由孔徑高達25.71 ? × 19.12 ?,框架密度低至9.39 Si nm?3,孔體積達到0.66 cm3 g?1,并在1173 K下仍保持結構穩定。同時,材料可引入Al和Ti等活性位點,在重油裂解和大分子環氧化反應中表現出優異催化性能,為大分子催化轉化提供了全新平臺。
參考消息:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.aec4882
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