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人工合成沸石分子筛概述(二)

更新时间:2020-07-15 点击数:2025

      早期的合成工作主要围绕碱金属对分子筛合成的影响,随后的研究的主要工作转向了有机结构导向剂对分子筛合成的影响。之后,研究发现B、Ga、Ge、P、Zn和Be等新骨架原子有利于合成新型结构分子筛,同时这些新型结构的分子筛具有独特的孔道结构,特别是骨架中包含锗原子的ITQ型材料。但采用上述元素作为骨架原子合成分子筛,其价格比较昂贵,并且与常规的硅铝分子筛相比,其稳定性也不是很好。所以,上述元素的引用可能限制了催化剂的推广使用,需要发现合成类似硅铝组成、新型骨架结构分子筛的方法。

      研究发现了一些分子筛的合成过程中形成了层状前驱体,通过骨架支撑、骨架膨胀和层结构的层离技术合成了一些新结构、高活性的分子筛。同时,可以得到一个普遍的现象,即分子筛的骨架可以通过两种方法合成,一是直接合成三维骨架结构,二是间接地形成层状前驱体再转变成分子筛。这两种方法被大家所熟知并且一直被广泛研究。在最近几年,采用氟化物作为矿化剂、低水硅比和新溶剂系统对合成分子筛的影响作了大量的工作。通过这些技术合成了大量的新型结构材料,特别是新型高硅分子筛和新型低骨架密度的多级孔分子筛,同时,对超分子模板剂来合成介孔和大孔分子筛也作了大量的工作。然而,这些发现对合成新型结构分子筛并没有很大的作用,因此本章没有进行详细说明。搅拌和结晶对分子筛晶化过程中也是十分重要的影响因素,其中对分子筛的纯度、晶格、尺寸和形态都有较大的影响。当发现这些影响分子筛合成的因素之后,在分子筛的合成中可以通过调节变量优化合成方法。

      在分子筛的合成过程中有大量的影响因素需要去考虑,同时在合成一个新型分子筛之前需要作大量的实验。在过去的10年里,新型的、自动的和高通量的分子筛合成技术已经逐渐发展成熟,从而使在特定时间内完成更多的实验成为可能。挪威科技工究院(Researchers at Sintef)、普渡大学( Purdue University)、马普研究所(Max Planck Institute)、吉林大学(Jilin University)、瓦伦西亚理工大学和其他地方的科学家都对合成微孔材料的高通量设备进行了详细的描述。虽然许多团队都具有高通量设备,但是在过去的10年里新型结构分子筛的合成速率并没有很大的提升。

      新型结构的分子筛和多孔材料的合成受到了新思维和新合成方法的开拓,所以,这些思想、新方法无疑将成为开发合成新型骨架、新型构成和已知材料的改性的新方法,高通量技术将会使这些新想法以很快的速度实现。随着我们持续对分子筛的结晶、结构解析和新方法对其进行改性的了解,我们也将会继续开发出这些材料的实用性和新的应用领域。



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