中國粉體網(wǎng)訊 東京大學2016年11月29日宣布，開發(fā)出了被廣泛用作石化催化劑的沸石的超高速合成技術“二液混合型流通合成系統(tǒng)”。該技術可將以前需要數(shù)小時到數(shù)天的沸石合成時間縮短至數(shù)秒，有望為化工工藝的革新做出貢獻。
沸石是結(jié)晶性多孔質(zhì)硅酸鋁的總稱，被廣泛用于催化劑、離子交換材料、吸附材料等。工業(yè)上使用的沸石通常用批量生產(chǎn)式高壓釜在100～200℃下經(jīng)數(shù)小時到數(shù)天的水熱處理來合成。
原沸石合成法
東京大學的研究小組以前一直在推進相關研究，通過在油浴器中急速加熱導熱性出色的金屬管來縮短沸石的合成時間。在這一過程中研究小組發(fā)現(xiàn)，只要在有機結(jié)構導向劑遇熱變性（＝分解）前在超高溫條件下形成結(jié)晶，便可在極短時間內(nèi)合成沸石。
以前在改進反應容器的形狀及外部加熱方式后，達到規(guī)定的合成溫度要花費大約3分鐘，最終完成合成需要約10分鐘。研究小組認為，只要解決這一問題，便可進一步縮短合成時間，因此開發(fā)了此次的二液混合型流通合成系統(tǒng)。
二液混合型流通合成系統(tǒng)
該系統(tǒng)以工業(yè)利用價值高的MFI型沸石為對象，急速加熱事先熟化至即將結(jié)晶水平的合成原料混合液。MFI型沸石一般在150℃左右的溫度下經(jīng)大約12小時形成結(jié)晶，而此次研究發(fā)現(xiàn)，在260℃下只需約6秒即可合成。
今后東京大學打算進一步提高合成速度并向FAU、MOR、CHA等類型的其他沸石推廣該技術。這里要特別提到的是，此次實驗成功的主要因素之一在于，必須要使反應混合物熟化至即將開始結(jié)晶的水平。今后只要能在不必做這種前處理的情況下直接投放原料來合成沸石，就有望極為簡單地生產(chǎn)沸石。
此次系統(tǒng)是日本新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）委托項目“能源及環(huán)境新技術先導計劃/超精密原子排列控制型尾氣催化劑研發(fā)”，以及大型輻射設施“SPring-8”的2015A0115長期課題所取得的部分成果。相關研究成果預定在2016年11月28日（日本時間）起的一周內(nèi)刊登在《美國國家科學院院刊》（PNAS：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）上。
