韩国热稳定大孔硅酸铝分子筛研究获进展

韩国浦项科技大学研究团队通过使用“多重无机阳离子”“电荷密度失配”的合成策略，制备出两种具有3D大孔且热稳定的硅酸铝分子筛PST-32和PST-2。其中，PST-32具有SBT骨架结构，PST-2是具有SBS/SBT共生结构的无序材料。PST-32和PST-2的硅铝比较高，其结构与Y型沸石的超笼和宽孔窗相似，在催化裂化过程中表现出优异的热稳定性。相关研究成果发表于《科学》杂志。

流化催化裂化(FCC)和加氢裂化是目前石油炼制工业中最重要的原油二次加工过程，也是重油轻质化、增产低碳烯烃的核心工艺。目前，大多数商业FCC催化剂都是基于高硅铝比Y型沸石分子筛，其具有最易接近的微孔通道和高达50%的结构空隙空间，工业消耗量居全球固体催化剂首位，占全球催化剂市场的10%。Y型沸石具有3D大孔的FAU拓扑结构，由约0.74 nm圆形孔窗口与约1.15 nm3的球形超笼组成。然而，FAU孔道结构不利于高沸点物种分子的扩散。因此，开发具有更优活性和选择性的沸石分子筛，尤其是在苛刻条件下具有热稳定性和强酸性的大孔沸石势在必行。

该研究团队使用多种无机阳离子作为无机结构导向剂(ISDA)以及有机结构导向剂(OSDA)合成沸石分子筛，有助于引导沸石的形成并抵消因过渡金属取代或铝引入带来的负电荷。

研究者使用Na+和Cs+作为主要和次要的ISDA，以及N，N′-二甲基-1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(Me2-DABCO)作为OSDA，通过多种无机阳离子法合成PST-32，得到一种热稳定的铝硅酸盐(硅铝比为4.0)结构的UCSB-10(SBT)。同时，使用四乙铵(TEA+)作为电荷密度失配的OSDA、Cs+作为100 ℃下狭窄结晶场的结晶ISDA，合成PST-2。……