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| 上海交大在有序介孔沸石的合成與機(jī)理研究中獲重要進(jìn)展 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-07-01 10:07:14 瀏覽次數(shù)： |
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 6月24日，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在合成有序介孔沸石材料方面取得突破性成果。車(chē)順愛(ài)教授課題組與瑞典斯德哥爾摩大學(xué)Osamu Terasaki教授課題組和化學(xué)化工學(xué)院孫淮教授課題組合作，博士生許冬冬等三名學(xué)子為共同第一作者，在《Nature Communications》發(fā)表了題為“π-π Interaction of Aromatic Groups in Amphiphilic Molecules Directing for Single Crystalline Mesostructured Zeolite Nanosheets”的論文。
沸石分子篩材料因其具備有序的微孔結(jié)構(gòu)、大的比表面積、較高的水熱和熱穩(wěn)定性、豐富的骨架酸中心等優(yōu)異性能，已在工業(yè)催化等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，例如在甲醇轉(zhuǎn)化汽油的工業(yè)工藝中，就是以分子篩ZSM-5為催化劑，這類(lèi)催化劑幫助人類(lèi)更合理且高效地利用能源。在常規(guī)分子篩材料中，狹小且均一的微孔孔道結(jié)構(gòu)（小于2 nm）在擇形催化和吸附等方面表現(xiàn)卓越，但是在針對(duì)大分子的催化反應(yīng)中卻一籌莫展，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的物質(zhì)傳輸和擴(kuò)散限制。因而，制備具有介孔結(jié)構(gòu)（孔徑大于2 nm）的沸石材料才是解決這一難題的有效途徑，就如同捕魚(yú)用的漁網(wǎng)一樣，倘若網(wǎng)眼直徑變大，那么體積大一點(diǎn)的魚(yú)就會(huì)被漏掉。
借助于超分子自組裝來(lái)水熱合成有序的介孔沸石材料被認(rèn)為是最為有效的方法，但這一課題相對(duì)較難，取得的進(jìn)展甚微。經(jīng)過(guò)大量的前期工作，車(chē)順愛(ài)教授課題組成功地設(shè)計(jì)了一系列新型的有機(jī)兩親性分子，以他們作為模板，在水熱條件合成了多種具有有序介孔結(jié)構(gòu)的MFI型沸石材料。該研究的核心是在常規(guī)的表面活性劑疏水鏈端引入芳香基團(tuán)，通過(guò)分子間的π-π堆積增強(qiáng)疏水作用力，進(jìn)一步來(lái)穩(wěn)定膠束和沸石骨架結(jié)構(gòu)。所制備的介孔沸石材料具有很好的多級(jí)孔特征，利于大分子自由進(jìn)出沸石內(nèi)部參與相關(guān)的催化反應(yīng)，有效地解決了物質(zhì)在孔道內(nèi)的傳輸和擴(kuò)散限制。
其中所引入的合成策略以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)理研究，無(wú)論從理論還是實(shí)際應(yīng)用方面都有著重要的意義，大大擴(kuò)展了介孔沸石的制備途徑，也為今后介孔沸石材料的合成提供了建設(shè)性的指導(dǎo)，更有助于加深人們對(duì)于有機(jī)客體分子如何導(dǎo)向形成無(wú)機(jī)骨架結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。
該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2013CB934101)和贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)等的資助。
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