南京大学新材料突破：NJ120+-6沸石分子筛成功制备

根据IT之家2月22日消息，南京大学的研究团队成功制备出了具有36元环全硅介孔孔道的硅铝/硅钛沸石分子筛材料NJU120-6。这项突破为重质油的高效转化和大分子精细化学品催化转化提供了全新的材料平台。相关研究成果已于前天在线发表在《科学》期刊上。

▲ NJU120-6的孔道及拓扑结构

据“南京大学”公众号发文介绍，沸石分子筛因其规则的微孔结构和优异的热稳定性，在石油炼制和精细化工中发挥着不可替代的关键作用。然而，传统工业沸石分子筛多为12元环微孔结构，孔径通常小于0.75纳米，在处理多环芳烃、树脂及沥青质等大分子时，面临严重的扩散限制问题。

尽管近年来已出现了若干16元环、20元环甚至22元环的超大孔沸石分子筛，但其孔径仍处于微孔范畴。早期发展的MCM-41等介孔分子筛虽具备大孔径，却因缺乏稳定的骨架结构而导致热稳定性不足。化学与催化领域长期面临一个核心挑战：如何在保持沸石晶体骨架稳定性的同时，构建出规则、有序的本征介孔结构材料。

▲ NJU120-6的孔结构分析及催化性能评价

据悉，南京大学科研团队在他们前期开发的双金刚烷基磷结构导向剂的基础上，进一步发展了双季磷盐结构导向剂，成功创制出目前已知孔口直径最大的36元环全硅沸石分子筛NJU120-6。其自由孔径达到25.71 Å × 19.12 Å，成功将晶体沸石分子筛从传统的微孔范围，拓展至了介孔领域。

在结构特性方面，NJU120-6拥有高度开放的三维骨架，其骨架密度仅为9.39 Si / nm³，孔体积高达0.66 cm³/g，材料密度甚至低于水，在1173 K的高温下仍能保持结构稳定。

此外，NJU120-6不仅可在较宽的硅铝比范围内引入铝元素，形成Brønsted酸中心，还可通过“一锅法”将钛元素嵌入骨架，实现氧化催化活性位点的精准构筑。

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