沸石分子筛形成机理

吉林大学于吉红院士研究团队、中国科学技术大学杜江峰院士团队苏吉虎教授、瓦伦西亚理工大学Avelino Corma团队合作,在沸石分子筛材料方面取得突破性进展,研究成果于3月11日发表在国际学术期刊《科学》上。

表征沸石分子筛内存在自由基的EPR 谱图
表征沸石分子筛内存在自由基的EPR 谱图

沸石分子筛是一类具有规则纳米孔道的硅铝酸盐晶体,作为催化、吸附分离和离子交换材料已被广泛应用于石油炼制、石油化工、精细化工和日用化工等与能源和环境密切相关的领域。由于其独特的择形催化性能,沸石分子筛已成为当前化学工业中最为重要的一种固体催化剂。1940年,化学家利用水热方法实现了沸石分子筛的人工合成,然而迄今对其生成机理尚缺乏清晰的认识,亟需多学科的交叉合作研究。

中国科学技术大学的苏吉虎教授长期从事电子顺磁共振波谱(EPR)在自由基化学/生物学的应用研究,为此项研究的数据解析和自由基归属等奠定了理论和实验基础。在该研究中,利用原位EPR测试分析手段,首次发现羟基自由基存在于沸石分子筛的水热合成体系,并可以显著加速沸石分子筛的晶化。研究结果表明,通过紫外照射或Fenton反应向沸石分子筛水热合成体系额外引入羟基自由基,能够显著加快沸石分子筛的成核,从而加速其晶化过程。这一发现是无机微孔晶体材料生成机理研究方面的重要突破,使人们对沸石分子筛的自由基形成机理有了新认识,为在工业上具有重要需求的沸石分子筛材料的高效、节能和绿色合成开辟了新的途径。

该项研究得到科技部973计划项目和国家自然科学基金项目的支持。

论文链接:http://science.sciencemag.org/content/351/6278/1188

(据中国科学技术大学)

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 研究人员发现异相催化剂新的催化现象

    中国科学院长春应用化学研究所电分析国家重点实验室徐维林课题组围绕异相催化剂催化活性及稳定性问题展开单分子单纳米粒子水平研究,发现了一系列新的催化现象。 基于荧光单分子单纳米粒子催化研究方法和铂的双功能…

    2016-03-23
  • 新型高效手性膦配体并以武大命名

    不对称催化科学的发展高度依赖于手性催化剂的发展,自1960年以来,手性催化剂的设计与合成一直是该领域的最为关键的核心问题。张绪穆在该领域创造性地提出了“手性配体工具箱”概念,发展了一系列的优势手性膦配体,…

    2016-07-17
  • 原子成为沟通均相催化与多相催化的桥梁

    最近由中国科学院大连化学物理研究所航天催化与新材料研究室张涛院士研究团队在单原子催化研究方面取得新进展,首次发现单原子催化剂具有与均相催化剂相当的活性,从实验上证明单原子可能成为沟通均相催化与多相催…

    2017-01-05
  • 中国科学家在纳米异质结光催化材料构建及气相光催化性能增强机制研究方面取得新进展

    大气中的氮氧化物(NOx,包括NO和NO2)是二次气溶胶形成的重要前体物之一,对我国雾霾形成具有重要贡献,因此氮氧化物的污染控制迫在眉睫。纳米光催化是近年发展起来的一门新兴交叉学科,凭借其绿色、高效、低能耗…

    2016-12-14
  • 使用水热碳化法制备高效碳催化剂

    生物质广义指一切有机的可以生长的物质,狭义指植物的主要组分纤维素、半纤维素和木质素。全球每年光合作用产生的生物质约1700亿吨,所含的能量相当于5355亿桶原油,远高于2015年的原油消耗量(约350亿桶)。目前生…

    2016-12-30
  • 科学家在高温稳定性贵金属纳米催化剂制备上取得突破进展

    负载型贵金属催化剂由于在CO和碳氢氧化、水煤气转化、选择性加氢等众多化学反应中具有非常突出的催化活性,所以此类催化剂一直是催化领域的研究热点。大量的研究结果表明,贵金属催化剂的活性、选择性和稳定性等催…

    2016-12-08