新型含杂原子中空分子筛纳米孔结构能源材料的合成与性能

合成新型含杂原子的中空分子筛结构纳米孔能源材料对石油化工中的大分子裂化及选择性的小分子烷基化反应具有特别重要的意义。具有类分子筛骨架结构的有序纳米孔材料的合成与制备是纳米孔结构材料研究领域具有挑战性的课题。很多研究成果已经被报道来改进纳米孔材料的结构和性质，例如纳米孔孔道表面的化学修饰、合成的后处理、双模板剂路线、盐效应方法以及使用高分子模板剂方法等等，但实际效果并不理想，尤其是含杂原子的超高温水热稳定纳米孔分子筛的合成。.本项目将根据杂原子分子筛的性质和通过多模板剂方法，在电化学体系合成具有分子筛晶体结构的新型中空纳米孔材料。探索合成含有过渡金属原子例如钒、铬、镓、硼、铁、钛、锆等的一系列杂原子的中空分子筛结构纳米孔催化材料，研究新材料的催化性能。了解新材料的特殊物理的和化学的特性，例如吸附性质和结构特征。

我们工作的主要内容是制备出微孔-介孔或者微孔-大孔复合材料来作为高效的石油炼化催化剂。通过调整反应物的配比在水热体系下制备出不同尺寸不同的硅铝比、硅钛比或者硅镓比的纳米分子筛，所得的样品尺寸均一，分散性好。通过改变原料的配比和添加一些试剂可以调控分子筛的粒径大小，并且可以在一定范围内调控杂原子在分子筛骨架中的含量。我们把锻烧后纳米晶体放入碱液中，在微波处理后得到具有多级孔的产物，经过微波处理后的产物保持很好的微孔结构，并且腐蚀出介孔或者大孔，BET比表面积提高30%左右，骨架中杂原子的质量比有所增加，这为纳米孔材料在催化方面有优异的表现提供了条件。