骨架结构稳定的杂原子磷酸锌基类沸石分子筛的合成

磷酸锌分子筛的合成始于1990年代初，由ZnO4和PO4四面体以对顶角方式连接而成，与沸石结构类似，因此称为类沸石分子筛。新型磷酸锌基分子筛数量众多，其中包括多种超大微孔分子筛。ZnO4和PO4四面体的严格交替特征令其骨架负电荷密度较高而有可能产生酸性。但磷酸锌分子筛的致命不足是热稳定性不佳，骨架结构在去除有机模板剂时易遭破坏。我们研究发现类沸石结构磷酸锌分子筛的热不稳定性与其结构中的主客体电荷匹配关系相关。骨架主体电荷密度越高，对于客体电荷的依赖性越高。本课题采用引入可变价M2+离子（焙烧时可原位变价为M3+）；或将Al3+引入骨架结构，部分取代Zn2+；或将硅元素以小"硅岛"形式引入磷酸锌分子筛骨架等方法，达到降低骨架电荷密度，弱化主客体间作用，提高分子筛热稳定性的目标。初步探索研究显示，骨架电荷密度降低以后，杂原子磷酸锌分子筛的热稳定性明显增加，为此类材料的应用提供了有力支持。