本组研究人员田志坚、徐云鹏、王磊等在新的分子筛材料合成方法探索研究方面取得重要进展,他们最新研究结果:“微波-离子热法合成磷铝分子筛”和“有机胺在离子热合成中的结构导向作用”相继在德国《应用化学》杂志(Angewandte Chemie International Edition, 2006,45:3965-3970)和美国《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society, 2006,128:7432-7433)上发表。
分子筛材料在分离和催化过程中起着举足轻重的作用。分子筛的合成研究是分子筛研究领域的前沿,新的分子筛合成方法探索一直是分子筛研究领域的热点。离子热合成分子筛法是2004年才出现的新型合成方法,与传统的分子筛合成过程相比该方法具有以下特点:由于离子液体是不挥发性液体,在通常的分子筛合成温度范围内(室温-250℃)合成反应可在常压的敞口容器中进行;离子液体中的有机胺阳离子可以在分子筛的晶化过程中起到模板剂作用,因此可以不需要另加其它有机模板剂。该新方法的出现引起了分子筛合成领域研究人员的广泛关注。
大连化物所田志坚研究组一直致力于分子筛催化材料和新型分子筛合成方法的研究探索。在前期的工作中,他们在磷铝分子筛和硅铝分子筛的合成方面取得很好的研究结果,率先在国内实现了AEL、MON、MTT等结构分子筛的工业化合成。两年前他们开始进行离子热合成分子筛的探索研究,近期取得了一些有意义的研究结果。目前离子热合成中研究最多的是磷铝分子筛的合成。对于磷铝分子筛的离子热合成,虽然不需要添加其它有机胺模板剂,但是在合成过程中很容易产生杂晶和混晶。实验中发现,少量的有机胺的添加对离子热合成分子筛的晶化过程具有重要影响。当在离子热合成过程中添加少量有机胺后,磷铝分子筛的晶化过程有很大改进,不同类型的分子筛晶化曲线发生很大改变,可以有选择地合成出更加纯净的分子筛结构。研究发现有机胺在离子热合成中的结构导向作用可能与其在传统分子筛合成过程中的有所不同,存在一种与离子液体协同的结构导向作用。这一研究结果受到国际同行的高度评价,发表在近期的美国《美国化学会志》上。离子热合成过程与传统的其它分子筛合成方法相比在合成时间上没有明显缩短,针对这一现象,他们将微波加热方法引入离子热合成过程,导致了一种新的分子筛合成方法—微波-离子热合成法的产生。传统的微波合成分子筛过程具有合成速率快,选择性高等优点,但是由于合成过程在高温产生很高的压力,而微波合成反应釜只能使用微波透明材料(特氟龙、玻璃等),这些材料不能耐受高温高压,造成了很大的安全隐患。微波-离子热合成法利用离子液体优异的吸收微波性能将离子热合成法和微波合成法相结合,又将离子热合成常压的优点和微波法快速、高选择性的优点有机地结合在一起,使分子筛的合成过程既快速又安全。该新方法的研究结果发表在近期的德国《应用化学》杂志上。
中国石油天然气股份有限公司站在应用前沿的角度一直关注着基础研究中新兴科学技术的发展。分子筛材料在炼化领域具有重要意义,公司的科技研发部门-炼油化工技术研究中心的相关领导对新兴的分子筛合成方法-离子热合成法表现出极大的兴趣,以战略发展的眼光看待这一新技术,早在两年前他们就大力资助本研究小组对于该课题进行探索性研究,为中油公司的战略发展进行技术储备。上述的研究突破也充分证明了这一战略性探索资助的价值,为中油公司乃至我国在分子筛合成前沿领域占有一席之地起到了重要作用。