于吉红院士Angew.: 单晶分级分子筛合成及其催化甲醇转化丙烯的研究！
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研究内容
将本征微孔与次生中孔和/或次生大孔结合在一起的分级沸石能提供了更好的催化性能，增强了物质传输和更容易接近的活性位点。利用介孔形成剂或骨架蚀刻法生成的介孔通常是不规则的，缺陷位点丰富，水热稳定性低。原沸石是沸石的非晶态前驱体，它已经具有沸石晶体的部分性质，如微孔特征。
基于此，吉林大学于吉红院士研究团队首次证明了一种简单的原沸石纳米颗粒为种子，通过完整的微孔骨架合成了具有六边形介孔面单晶分级ZSM-5沸石，其具有面形介孔和高水热稳定性。在甲醇-丙烯反应(WHSV=12.5 h-1)中，与同类分子筛相比，所制备的分子筛具有较长的寿命(18 h)和较高的丙烯选择性(52.7%)，丙烯/乙烯比为3.64。相关工作以“Protozeolite-Seeded Synthesis of Single-Crystalline Hierarchical Zeolites with Facet-Shaped Mesopores and Their Catalytic Application in Methanol-to-Propylene Conversion”为题发表在国际著名期刊Angewandte Chemie International Edition上。
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研究要点
要点1.在该策略中中，原沸石在颗粒内成熟过程中晶内面形介孔的形成起着关键作用。具有开放沸石结构的原沸石可以在结晶初期提供核，大大减少了OSDA的用量。随后，原沸石的溶解和颗粒内成熟过程导致了具有凹面形介孔的单晶分级沸石的形成。
要点2.在不含介孔物质和少量TPAOH作为OSDA的条件下，作者成功合成了结晶性高、单分散性好、缺陷少、水热稳定性高的单晶分级ZSM-5分子筛，由于其独特的结构性质和介孔开放位置更易接近的活性位点，提高了MTP反应的催化性能。
这种原沸石种子策略为在具有优良催化性能的分级沸石中生成面形介孔提供了一种简单而经济的方法。
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研究图文
图1. (a) ProSeed-Z5-1的XRD，(b) ProSeed-Z5-1的N2吸附/解吸等温线，(c) ProSeed-Z5-1的固体27Al MAS NMR谱图(Al原子均为骨架四配位态)，(d) ProSeed-Z5-1的固体29Si MAS NMR谱图(Q4信号代表[Si(OSi)4]，除了最左边标记Q4的蓝色代表[Si(OSi)3(OAl)1]; Q3信号表示[Si(OSi)3(OH)]。(e) ProSeed-Z5-1的HRTEM图像和对应的整个SEAD模式(插图)，(f) ProSeed-Z5-1的低倍TEM，(g, h) ProSeed-Z5-1的两个不同角度的重构电子层析图像。
图2. (a) Cs校正ProSeed-Z5-1的STEM-ADF，(b) (a)区域1的高分辨率Cs校正STEM-ADF，(c)区域1的Cs校正STEM-ABF，(d)区域2的Cs校正STEM-qDPC，(e)区域3的Cs校正STEM-ADF以及(a)整个晶体的SAED。
图3. ProSeed-Z5-1、NoSeed-Z5、CoSeed-Z5、ProSeed-Z5-T0.2、Meso-Z5和Commercial-Z5上甲醇转化率随流动时间的变化。反应条件: T=470℃，Ptotal=1atm, WHSV=12.5 h-1，催化剂质量为100mg。
图4. 具有凹面形介孔的单晶分级ZSM-5沸石的演化过程。插图: 首先用铝硅酸盐物种将原沸石密封，形成初始凝胶。然后原沸石溶解，颗粒内部形成丰富的小中孔，伴随着颗粒内成熟过程。随后，小的中孔表面和整个颗粒的外表面通过这种颗粒内成熟过程同时向光滑面发展，最终形成具有六方中孔的单晶分级沸石。
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文献详情
Protozeolite-Seeded Synthesis of Single-Crystalline Hierarchical Zeolites with Facet-Shaped Mesopores and Their Catalytic Application in Methanol-to-Propylene Conversion
Yinghao Liu, Qiang Zhang, Junyan Li, Xingxing Wang, Osamu Terasaki, Jun Xu, Jihong Yu*
Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202205716
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作者简介
于吉红，吉林大学未来科学国际合作联合实验室主任，吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室教授，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，欧洲科学院外籍院士，JACS执行主编。
1985年至1995年在吉林大学化学系获得学士、硕士和博士学位，师从徐如人先生。1995年博士毕业后留校任教，1996年至1998年先后在香港科技大学化学系和日本东北大学物理系做博士后研究，1999年晋升为教授，2001年获得国家杰出青年基金，2004年受邀为瑞典斯德哥尔摩大学客座教授，2015年当选中国科学院院士，2016年当选为发展中国家科学院院士，2019年当选欧洲科学院外籍院士。
曾任英国皇家化学会Chemical Science副主编（2012-2020），2021年起担任美国化学会Journal of the American Chemical Society (JACS)执行主编，现任《高等学校化学学报》和Chemical Research in Chinese Universities主编，Accounts of Chemical Research, JACS-Au, Advanced Materials, Chem, Matter, Materials Horizons, Materials Chemistry Frontiers, National Science Review, ACS Nano, ACS Central Science, ACS Materials Letters, Inorganic Chemistry, Aggregate等国际期刊编委/顾问编委，中国化学会副理事长、中国化学会分子筛专业委员会主任，教育部科技委国际合作学部常务副主任，国务院学位委员会第八届学科评议组成员。其主要研究方向为分子筛纳米孔材料的设计合成及其在能源、环境和新兴领域的应用。
迄今，在包括Science, Nat. Commun., Sci. Adv., Chem, JACS, Angew Chem. Int. Ed.等期刊上发表SCI检索论文370余篇；获授权专利30余项；出版著作7 部。先后主持国家重点基础研究发展计划项目（973计划）、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点及重大国际合作研究项目等，是国家自然科学基金委创新研究群体学术带头人、“高等学校学科创新引智计划”基地负责人。分别以第一完成人和第二完成人获得国家自然科学二等奖2项，获得国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）化学化工杰出女性奖，“全国模范教师”荣誉称号等。
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