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面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

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【中國科學報】合成純硅分子篩有了新方法

2023-10-30 中國科學報 孫丹寧
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近日,中國科學院大連化學物理研究所郭鵬研究員、劉中民院士團隊基于對分子篩微觀結構的理解,開發出一種在無氟無晶種條件下合成純硅分子篩的新方法。相關成果發表于《美國化學會志》。

純硅分子篩在石油化工行業具有潛在應用價值,性能與其微觀晶體結構密切相關。在傳統水熱合成中,純硅分子篩的結晶時間較長,往往需要使用有毒氟化物、復雜后處理的脫鋁晶種、含氟合成的純硅晶種等。這些問題帶來了一系列環境和經濟方面的挑戰,限制了純硅分子篩的廣泛應用。

該工作中,研究人員運用先進表征手段,深入探索了氟離子在純硅分子篩中穩定特定結構單元的導向機制,開發了一種在無氟無晶種條件下合成純硅分子篩的通用新方法,并將其命名為“有機結構導向劑不適配法”。該方法主要利用富含四元環的SOD型純硅分子篩作為硅源,選取與其結構不適配的有機結構導向劑,快速合成具有CHA、*BEA等拓撲結構的純硅分子篩目標產物,解決了傳統氟體系水熱合成純硅分子篩所帶來的環境和經濟問題。

同時,研究人員通過三維電子衍射和高分辨成像等技術,探究了CHA和*BEA兩種重要純硅分子篩的結晶機理。研究發現,通過以上方法合成的純硅CHA分子篩具有丙烷/丙烯分離性能,而純硅*BEA分子篩負載鋅物種后,可作為丙烷直接脫氫催化劑。此外,研究人員提出,該方法也適用于硅鋁體系,可以快速合成一系列小孔分子篩。

相關論文信息:https://doi.org/10.1021/jacs.3c08484

(原載于《中國科學報》?2023-10-30?第1版?要聞)

打印 責任編輯:梁春雨

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