微孔沸石晶體催化材料(孔徑為0.4-1.2nm),特別是硅鋁沸石,因其具備有序的微孔結構、較大的比表面積、較高的熱和水熱穩定性、骨架酸中心、可交換的陽離子等優異性能而被廣泛應用到石油化工方面,也是工業上應用最多的催化劑之一。

盡管沸石較小的孔徑(0.4-1.2nm)在很多反應中提供了優異的擇形性,但是在另一方面,卻阻礙了較大分子進入沸石孔道內進行吸附和催化反應。沸石晶體上制造介孔以提高催化劑的物質傳輸性能,已經在工業制備超穩Y沸石催化劑中應用,使用的方法就是水熱處理。但是這種方法形成介孔時會降低沸石的結晶度,而且形成的介孔也是不貫通的,所以使用新型的方法來合成介孔沸石,成為材料領域的研究熱點之一。近年來的研究也表明,利用不同方法制備出的介孔沸石分子篩,由于既具有微孔沸石的強酸性和高的水熱穩定性,同時其介孔孔道又有利于大分子的傳質、擴散以及參與反應,因此已被廣泛應用到不同的催化領域。

使用硬模板合成的介孔沸石中的介孔孔容一般比較大,例如使用碳納米粒子、氣凝膠碳或者介孔碳合成的介孔分子篩的介孔孔容都超過了1cm3/g,但是孔分布比較寬。這主要是由于硬模板與硅源沒有直接的作用,因此孔容和孔徑大小完全取決于硬模板的粒子大小以及分散度.同時使用碳納米粒子以及碳納米管、纖維合成的介孔分子篩的比表面積要小一些,一般小于400m2/g。在使用硬模板合成介孔沸石的發展過程中,碳模板始終占據主導地位,這主要是由于碳模板的成本較低,而且除去模板過程簡單方便,在除去沸石模板的焙燒過程中,就可以把碳模板一并除去。

在很多重要的工業催化反應中,沸石材料不僅僅作為催化劑使用,還可以作為載體負載貴金屬活性中心(Pd,Pt等)。介孔材料作為載體在催化反應中的應用也被深入研究。加氫與加氫脫硫這兩類反應是研究比較多的反應,在這兩類反應中,與常規的介孔硅鋁材料和γ-Al2O3載體相比,介孔沸石既具有強酸性,又具有大比表面積,在負載活性中心之后的反應活性要高于其他兩種載體。而且更重要的是,介孔沸石負載貴金屬活性中心后,在加氫或者加氫脫硫反應中表現出了更強的抗硫性,這主要是歸因于介孔沸石的酸性要強于常規介孔硅鋁材料以及γ-Al2O3。目前由于環保的壓力,加氫脫硫反應在石油煉化反應的重要性越來越強,介孔沸石作為強酸性大比表面積的載體可以在這方面發揮重要的作用。