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新方法可以精准解析分子筛铝对

研发家 | 2025-04-08

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员侯广进和研究员陈魁智团队在分子筛铝对分子筛铝过程的识别、量化和影响方面取得了新的进展。他们提出了一种基于二价金属的阳离子(M2))结合定量1H NMR、1H-1H同核测距技术的新方法完成了分子筛中成对铝原子(铝对)和单位点铝含量的精确定量分析，以及不同铝-铝距离或不同孔径的铝对的亚类识别和定量区分。相关结果发表在《美国化学协会志》中，并被选为内封面文章。

对分子筛铝工艺示意图进行分析。大连化物供应图

沸石分子筛广泛应用于工业领域，其框架铝对的分布和位置一直是研究的热点。在分子筛的合成和设计过程中，铝对的精确控制对于深入了解铝位点的协同效应、不同通道的限制效应和分子筛的稳定性具有重要意义。然而，由于大多数框架铝都是Al(OSi)四面体结构，只有微妙的Al-O-由于Si键角的变化，铝对的高分辨率、精确定量表征极具挑战性。

在这项工作中，研究人员使用了一系列不同离子半径的M2 阳离子交换ZSM-5分子筛中的B酸对，通过1H 根据NMR定量实验，正离子尺寸来自Ca2 增加到Ba2 ，可交换B酸的含量随之变化。在此基础上，研究人员结合对水热脱铝过程中铝对的定量跟踪，发现铝对可分为三类。此外，研究人员在水热脱铝过程中定量跟踪铝对，发现分子筛中的大量铝对会导致快速脱铝过程。此外，在脱铝过程中，两个铝原子相继被去除，而不是同时被去除。

本研究为独立铝、铝对的定向结构和铝-铝距离的催化调节提供了可靠的表征手段，为高效分子筛的设计提供了技术和理论支持。

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