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郭新闻、宋春山教授在中空沸石设计合成方面取得新进展

时间:2016年03月07日 16:59来源: 作者: 点击:

 

近些年来,由于纳米中空材料在微反应器、储能及药物缓释等方面的广泛应用,引起了研究者们的广泛关注。纳米中空材料的材质包括聚合物、二氧化硅、金属及金属氧化物等。其中,由于中空沸石具有良好的水热稳定性和狭窄的微孔孔径分布,使其成为封装金属、制备微反应器的优良载体。然而,沸石材料固有的刚性骨架,导致合成形貌规则的中空沸石成为挑战。近日,精细化工国家重点实验室郭新闻、宋春山教授带领的科研团队通过使用“晶内选择性刻蚀-表面二次晶化”的策略,设计合成了一系列内部封装金属、表面富硅且壳壁层数可调的中空ZSM-5沸石分子筛材料,并研究了该材料的形成机理。研究结果表明,在使用四丙基氢氧化铵溶液后处理ZSM-5过程中,沸石内部的富硅组分被选择性的溶解,同时在外表面进行二次晶化。因此,本工作针对不同铝含量及分布的ZSM-5母体,通过调节处理条件有效的降低了ZSM-5表面酸量所占的比例。与实心ZSM-5相比,在联苯和甲醇的甲基化反应中,中空ZSM-5同时提高了联苯的转化率和4-甲基联苯的选择性。根据中空ZSM-5的这一形成机理,本工作首次合成了具有双层结构的中空ZSM-5分子筛,并且可以选择性的将双金属(氧化物)颗粒、碳纳米管或金属有机化合物等客体材料封装于空腔内部,以便于研究限域情况下各种被封装材料的物理化学性质,为开发高性能多孔主客体功能材料打下了良好的基础。相关研究成果已在Adv. Funct. Mater. (2015, 25, 7479-7487)期刊上发表,并被选为当期的frontispiece重点介绍

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