在不同類(lèi)型的催化劑中，大多數(shù)是沸石——多孔硅鋁酸鹽——例如ZSM-5，這是一種獨(dú)特的合成沸石，廣泛用于推進(jìn)異構(gòu)化和烷基化化學(xué)品的發(fā)展。當(dāng)前，石化制造商不斷尋求降低管理成本，以應(yīng)對(duì)商品市場(chǎng)的波動(dòng)，并為消費(fèi)者提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的最終產(chǎn)品。

休斯敦大學(xué)卡倫工程學(xué)院亞伯拉罕E.杜克勒教授杰弗里里默和阿利坎特大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教授哈維爾加西亞馬丁內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)化合成技術(shù)并導(dǎo)致沸石瞬時(shí)柱化的晶種過(guò)程.該研究已發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。該技術(shù)可在沸石中產(chǎn)生更多的鋁精礦和新穎的晶體結(jié)構(gòu)，從而使化學(xué)反應(yīng)能夠最大限度地減少碳積累。這種新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以生產(chǎn)更厚的成型良好的板材，這對(duì)于生產(chǎn)高度穩(wěn)定的材料很重要。阿利坎特大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教授認(rèn)為這些分級(jí)催化劑表現(xiàn)出前所未有的催化劑性能改進(jìn)，失活率降低4倍，活性提高5倍，選擇性提高近兩倍。

在工業(yè)中，石化產(chǎn)品制造商通常需要每?jī)赡曜笥疫M(jìn)行一次周轉(zhuǎn)，以再生催化劑或完全替代它。在美國(guó)，第一季度末到第二季度初通常會(huì)見(jiàn)證一些煉油廠(chǎng)需要兩周到兩個(gè)月的維護(hù)期來(lái)促進(jìn)這一點(diǎn)。在此期間，沒(méi)有生產(chǎn)和利潤(rùn)，雖然這些增強(qiáng)型分級(jí)沸石催化劑不會(huì)完全阻止周轉(zhuǎn)，但它們較小但一致的30-60nm尺寸提供了鋁——催化活性位點(diǎn)。

到目前為止，人們認(rèn)為OSDA對(duì)柱撐沸石的合成至關(guān)重要，它充當(dāng)模板以促進(jìn)薄互連納米片的形成，但正如在這個(gè)播種過(guò)程中觀(guān)察到的那樣，這些30-60納米的納米片從無(wú)定形材料中出現(xiàn)并形成了沒(méi)有任何模板的柱子。事實(shí)證明，晶種對(duì)于合成具有增強(qiáng)的甲醇制烴反應(yīng)和Friedel-Craft烷基化催化性能的柱撐沸石至關(guān)重要。這種合成方法避免了使用OSDA的特征性能源密集型過(guò)程。不再需要以前被認(rèn)為對(duì)開(kāi)發(fā)可用于商業(yè)用途的沸石至關(guān)重要的有機(jī)物。

本研究的后續(xù)步驟包括優(yōu)化工藝，以顯示這種增強(qiáng)型沸石催化劑是否可以在工業(yè)規(guī)模上重復(fù)其性能。這項(xiàng)研究還促進(jìn)了對(duì)接種的后果進(jìn)行更多探索，以創(chuàng)造其他具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和商業(yè)應(yīng)用優(yōu)異性能的沸石。