在石油炼制与精细化工领域,沸石分子筛凭借其规则的微孔结构以及出色的热稳定性,一直占据着关键地位。然而,传统工业中常用的沸石分子筛多为12元环微孔结构,孔径普遍小于0.75纳米。当面对多环芳烃、树脂以及沥青质等大分子物质时,这种微孔结构会引发严重的扩散限制问题,极大地影响了处理效率和效果。
尽管近年来科研人员取得了一定进展,开发出了若干16元环、20元环甚至22元环的超大孔沸石分子筛,但这些分子筛依旧处于微孔范畴。早期出现的MCM - 41等介孔分子筛,虽然拥有较大的孔径,可由于骨架为无定形结构,导致其热稳定性严重不足。因此,在化学与催化领域,如何在确保沸石晶态骨架稳定性的基础上,构建出规则、有序的本征介孔结构材料,成为了一项亟待攻克的重要挑战。
南京大学科研团队经过不懈努力,在前期研发的双金刚烷基磷结构导向剂基础上,进一步创新发展出双季磷盐结构导向剂。凭借这一创新成果,他们成功创制出目前已知孔口直径最大的36元环全结晶介孔沸石分子筛——NJU120 - 6。这一突破性成果,成功将晶态沸石分子筛从传统的微孔领域拓展到了介孔范畴,其自由孔径达到25.71埃×19.12埃。
从规格参数来看,NJU120 - 6具有高度开放的三维骨架结构。其骨架密度仅为9.39 Si/nm³,孔体积高达0.66 cm³/g,材料密度甚至比水还要低。更为突出的是,它在1173K的高温环境下依然能够保持结构的稳定性,展现出卓越的热稳定性能。
在化学性能方面,NJU120 - 6也表现出色。它能够在较宽的Si/Al范围内引入铝元素,从而形成Brønsted酸中心;同时,还能通过一锅法将钛元素掺入骨架,成功构筑起氧化催化活性位点。这一特性使其在重质油高效转化以及大分子精细化学品催化转化等方面,具备了巨大的应用潜力。相关研究成果已在线发表于《科学》期刊。











