在西班牙國(guó)家研究委員會(huì) (CSIC) 的參與下,一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了迄今為止已知的多孔性最大的穩(wěn)定Zeolite,一種名為 ZEO-3 的新型純二氧化硅沸石。這種沸石是由 1D 硅酸鹽鏈前所未有的拓?fù)淇s合形成 3D 沸石而形成的。這個(gè)過(guò)程是拓?fù)涞模驗(yàn)殒湹慕Y(jié)構(gòu)沒(méi)有改變。它可用于從甚至可能含水的氣流中去除和回收揮發(fā)性有機(jī)化合物。馬德里材料科學(xué)研究所 (ICMM-CSIC) 和阿拉貢納米科學(xué)與材料研究所 (INMA-CSIC-UNIZAR) 的科學(xué)家對(duì)這一發(fā)現(xiàn)做出了貢獻(xiàn),該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
天然沸石是微孔硅酸鹽,作為催化劑、吸附劑和陽(yáng)離子交換劑有廣泛的應(yīng)用。需要具有更高孔隙率的穩(wěn)定二氧化硅基沸石來(lái)吸附和處理大分子,“但挑戰(zhàn)我們的合成能力”,ICMM 研究員和該研究的通訊作者之一米格爾·坎布洛爾解釋道。
由于沸石孔具有小分子的大小,因此您可以處理的分子大小存在限制。這就是為什么“一直在尋找”具有較大孔隙的沸石,特別是那些在 3 個(gè)維度上具有孔隙的沸石:“因?yàn)楫?dāng)你只有一個(gè)方向的孔隙時(shí),即使它很大,也很容易被堵塞, 但如果你在所有方面都有它們,那就很難了,”Camblor 指出。
經(jīng)過(guò) 80 多年在該領(lǐng)域的廣泛國(guó)際研究,該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了迄今為止已知的孔隙率最高的穩(wěn)定沸石。“直到現(xiàn)在,具有超大孔隙的沸石并不穩(wěn)定,因?yàn)樗鼈兪怯涉N而不是硅制成的”,他說(shuō)。以前的穩(wěn)定沸石最高可達(dá) 7 埃(1 埃是一億分之一厘米)。
去年,這組研究人員在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了另一篇關(guān)于一種新型鋁大孔沸石 (ZEO-1) 的文章。現(xiàn)在,新沸石的成分是純二氧化硅。“在 ZEO-1 和 ZEO-3 這兩種沸石中,孔徑都超過(guò) 10 埃,”Camblor 說(shuō)。
這種新型沸石有兩個(gè)特點(diǎn):在所有三個(gè)維度上都有超大的孔隙,它是通過(guò)在拓?fù)淇s合中煅燒一維鏈狀硅酸鹽(這意味著它是在這條鏈上沒(méi)有變化的情況下制成的)合成而形成的。
“這是前所未見(jiàn)的,”Camblor 祝賀道。他補(bǔ)充說(shuō):“二維到三維的拓?fù)淇s合是已知的,也就是說(shuō),一種東西是層狀的,并且通過(guò)類似的機(jī)制凝聚成沸石,但不是從一維到三維的。”