成果简介具有八元环的沸石分子筛在工业上得到了广泛的应用，而具有六元环的沸石晶体由于有机模板或无机阳离子占据在微孔中而无法去除，通常很少得到利用。浙江大学吴勤明、肖丰收，上海科技大学马延航等人研究表明，通过重构的方法可以制备出具有完全开放微孔的六元环分子筛(ZJM-9)。在25℃下，CH3OH/H2O、CH4/H2O、CO2/H2O、CO/H2O等混合气体穿透实验表明，该分子筛具有较好的选择性脱水效果。特别是，ZJM-9的解吸温度(95°C)比商用3A分子筛的解吸温度(250°C)更低，为在脱水过程中节省更多能量提供了更多可能。相关工作以《A Six-Membered Ring Molecular Sieve Achieved by a Reconstruction Route》为题在《Journal of the American Chemical Society》上发表论文。值得注意的是，这也是肖老师在《Journal of the American Chemical Society》上发表的第23篇论文。往期工作报道可见：投稿到接收刚好一年！浙江大学肖丰收/王亮团队，今日再发Nature Catalysis！；浙江大学肖丰收团队，最新Nature Nanotechnology！图文导读图1. ZJM-9的结构本文首次以含8-MRs的磷酸铝分子筛(ZJM-8)为基础，成功合成了含6-MRs的全开孔微孔磷酸铝分子筛(ZJM-9)。首先，在水热条件下合成了含8-MRs的磷酸铝分子筛ZJM-8。在550℃煅烧4 h去除有机模板后，成功获得了煅烧后的ZJM-8。将煅烧后的ZJM-8经室温水热处理后，再经550℃煅烧，得到了一种新型分子筛，命名为ZJM-9。图2. ZJM-9的结构模型在ZJM-9框架中有三种类型的笼子(图2A)，包括一个los笼，can笼和一个新的[46·614]笼(命名为zjs笼)。因此，ZJM-9拥有三维6-MR通道，孔径尺寸分别为2.7×2.7 Å、2.1×2.8 Å和1.7×2.9 Å。考虑到ZJM-9在合成过程中缺少无机阳离子，可以认为ZJM-9的微孔应该是完全打开的，这与之前报道的最终产物中含有有机模板或无机阳离子的6-MRs微孔晶体完全不同。图2B为煅烧后的ZJM-8经室温水热处理和550℃煅烧后ZJM-9的结构转变示意图。显然，虽然一个单元格的堆垛层数仍然存在，但煅烧后的ZJM-8的d6r结构被破坏，然后重新成键、形成结构中没有d6r笼的ZJM-9骨架。图3. 气体穿透曲线图3为25℃下CH3OH/H2O、CH4/H2O、CO2/H2O、CO/H2O等混合气体的穿透性实验。值得注意的是，CH3OH、CH4、CO2和CO的穿透立即发生，而H2O可以保留很长时间。CH3OH/H2O、CH4/H2O、CO2/H2O、CO/H2O的选择性分别为46、55、56和53。这些结果远远优于含有6-MRs的SOD沸石，甚至可以与商业上最先进的3A沸石吸附剂相媲美。综上所述，本文合成了一种新型的全开放微孔磷酸铝分子筛(ZJM-9)，其6-MRs是由具有结构缺陷的煅烧8-MRs磷酸铝分子筛(ZJM-8)重构而成的。得到的ZJM-9具有良好的热稳定性和水热稳定性。此外，ZJM-9具有完全开放的微孔，具有良好的吸水性能。ZJM-9在室温下对CH3OH/H2O、CH4/H2O、CO2/H2O、CO/H2O混合溶液中的水具有高效的选择性吸附。此外，与商用3A分子筛(250℃，0.59 cm3/g)相比，其解吸温度(95℃)更低，密度(0.64 cm3/g)更高。上述特性对于其在工业脱水和净化过程中净化气体和液体的工业应用可能是重要的。文献信息A Six-Membered Ring Molecular Sieve Achieved by a Reconstruction Route，Journal of the American Chemical Society，2023.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c13309【做计算 找华算】华算科技专注DFT代算服务、正版商业软件版权、全职海归计算团队，10000+成功案例！ 用户研究成果已发表在Nature Catalysis、JACS、Angew.、AM、AEM、AFM、EES等国际顶级期刊。添加下方微信好友，立即咨询：电话/微信：13622320172（华算科技-胡凯）