中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所近期在科學(xué)界掀起波瀾，其研究成果在國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature》上發(fā)表，宣告了首例全合成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的本征介孔硅鋁酸鹽沸石分子篩ZMQ-1的誕生。這一突破性進(jìn)展由該所官方微信公眾號(hào)率先披露。
沸石分子篩，作為一種在化工、能源、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域扮演重要角色的微孔結(jié)晶材料，其微孔尺寸小于2納米，這一特性使其在選擇性催化和吸附分離方面表現(xiàn)出色。然而，這一尺寸限制也阻礙了其在處理更大尺寸分子方面的應(yīng)用，成為科學(xué)界亟待解決的難題。
科學(xué)家們一直夢(mèng)寐以求的理想沸石分子篩，應(yīng)具備尺寸均一的介孔（2至50納米）或大孔（大于50納米），同時(shí)保持出色的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。盡管過(guò)去的合成研究取得了一定的進(jìn)展，但始終未能在所有關(guān)鍵維度上達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)。
青島能源所的研究團(tuán)隊(duì)，在Valentin Valtchev研究員和盧鵬副研究員的帶領(lǐng)下，成功合成了ZMQ-1沸石分子篩，這一成果不僅填補(bǔ)了科學(xué)界的空白，更有望為化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的大分子處理帶來(lái)革命性的變化。ZMQ-1具有卓越的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，其分子篩骨架硅鋁比可調(diào)，為擴(kuò)散限制過(guò)程提供了新的解決方案。
在ZMQ-1的合成過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)巧妙地采用了一種雙季磷陽(yáng)離子作為有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和模版劑。這種創(chuàng)新方法利用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向和空間填充的雙重作用，首次實(shí)現(xiàn)了本征介孔與微孔在原子層面的完美融合。ZMQ-1分子篩擁有由28×10×10元環(huán)構(gòu)成的三維孔道系統(tǒng)，其中28元環(huán)的尺寸達(dá)到了22.32 × 11.84 ?，正式邁入介孔范疇。
ZMQ-1分子篩不僅結(jié)構(gòu)獨(dú)特，還擁有豐富的中強(qiáng)B酸位點(diǎn)。在重油催化裂化反應(yīng)中，與商業(yè)化沸石分子篩催化劑相比，含磷ZMQ-1表現(xiàn)出更高的輕質(zhì)燃料（汽油和柴油）產(chǎn)物選擇性，同時(shí)減少了焦炭、液化石油氣和干氣等副產(chǎn)物的生成。這一特性使得ZMQ-1在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
