近日,中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所在沸石分子篩合成研究方面取得進(jìn)展,通過(guò)合成新策略為直接合成高硅Y沸石提供了研究新思路,首次合成硅鋁比高達(dá)15.6的高硅Y沸石分子篩。研究成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》上。
具有FAU拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高硅Y沸石是裂化催化劑的主要活性組分,但常規(guī)合成Y沸石骨架硅鋁比低,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,成為直接應(yīng)用的瓶頸。工業(yè)實(shí)踐和基礎(chǔ)研究均表明,提高Y沸石骨架硅鋁比是改善酸性、提高穩(wěn)定性、進(jìn)而提升催化劑反應(yīng)性能的最佳途徑。
目前工業(yè)廣泛使用的高硅Y沸石主要通過(guò)對(duì)常規(guī)Y沸石后處理獲得,不僅操作復(fù)雜,耗能費(fèi)時(shí),晶體表面和內(nèi)部也會(huì)存在脫鋁,造成酸中心分布不均。直接合成的高硅Y沸石結(jié)構(gòu)完美,鋁分布均勻,是理想的催化材料,也是工業(yè)界和科研人員一直追求的目標(biāo)。然而,過(guò)去60年來(lái),Y沸石的骨架硅鋁比始終難以突破5~9的限制,高硅Y沸石的直接合成一直是分子篩合成領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。
該研究團(tuán)隊(duì)提出高硅Y沸石的合成新策略,即在高分散的FAU晶核溶液、較大體積的有機(jī)模板劑、低堿度的合成凝膠三者協(xié)同作用下直接合成?;贜OA-co策略,該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)多種高效合成高硅Y沸石的有機(jī)模板劑,并對(duì)晶化機(jī)理進(jìn)行了探討。
采用NOA-co策略合成的高硅Y沸石的粒徑為100~250 nm,具有高的結(jié)晶度、優(yōu)異的熱/水熱穩(wěn)定性。與后處理法所得的高硅Y沸石相比,采用NOA-co策略直接合成的材料具有更多的強(qiáng)酸中心,且酸中心分布相對(duì)均勻,在大分子原料的裂化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性。