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混合模板体系下孔壁高度沸石化的有序介孔材料制备
近年来，微介孔复合材料由于具有诸多催化优势而备受关注。在众多微介孔复合材料中，制备介孔孔壁沸石化的有序介孔材料一直多孔材料领域科研工作者的梦想。实现这个目标最简单易行的方法是在介孔材料合成体系同时加入小分子结构导向剂，从而实现原位的介孔有序组装以及孔壁沸石化。但是，目前为止，通过此方法制备的复合材料多为相分离混合物或者未完全晶化的介孔材料，该方法一度被认为不可能实现孔壁沸石化的有序介孔材料制备。
近日，复旦大学化学系张亚红教授（点击查看介绍）等首次报道了混合模板体系下的高度沸石化的有序介孔材料制备，他们以预晶化的纳米沸石亚雏晶为组装单元，并一改该方法常用的碱性晶化过程，发展了一种酸性梯度晶化的自组装生长方法，来确保介孔孔壁高度沸石化的同时介孔有序性的完整保留。该方法通过梯度酸性(pH：0.5 ~ 2.0)调变来在有序介孔结构完好保留的基础上逐步实现介孔孔壁中亚雏晶的高度交错生长。通过这种酸性梯度自组装生长过程，所制备的孔壁沸石化介孔材料不仅具有很高的比表面（~ 933 m2 g-1）以及规则介孔（5.75 nm）和典型ZSM-5孔道（0.52 nm）两维尺度的孔道分布，而且还具有几乎全部暴露的外表面酸性以及高的水热稳定性。
图1. 所制备的高度沸石化(ZSM-5)的有序介孔材料(SBA-16)的形貌以及结构特性
应用这一方法制备的活性位完全开放的有序介孔沸石催化剂，无论在气相的三异丙苯裂解反应还是液相的苯甲醚苯甲醇Friedel-Crafs烷基化反应中都表现出至少高于相应的含Al有序介孔催化剂以及微孔沸石催化剂10倍以上的催化活性。值得一提的是，这一方法适用于多数酸性自组装介孔材料体系，具有很高的通用性，且无需任何特殊模板剂的添加，这无疑为这种高沸石化的有序介孔催化剂的大规模生产提供了可能性。该研究成果被Chemistry of Materials杂志报道。
该研究工作得到了国家自然科学基金委、国家重点基础研究发展计划的大力支持。
该论文作者为：Arepati Azhati, Songhai Xie, Weiwen Wang, Ahmed A. Elzatahry, Yueer Yan, Jian Zhou, Dhaifallah Al-Dhayan, Yahong Zhang, Yi Tang, Dongyuan Zhao
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.6b02219
Ordered, Highly Zeolitized Mesoporous Aluminosilicates Produced by a Gradient Acidic Assembly Growth Strategy in a Mixed Template System
Chem. Mater., 2016, 28, 4859-4866, DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b02219