中國(guó)粉體網(wǎng)訊  東京大學(xué)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(shù)“二液混合型流通合成系統(tǒng)”。該技術(shù)可將以前需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天的沸石合成時(shí)間縮短至數(shù)秒，有望為化工工藝的革新做出貢獻(xiàn)。

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(shí)到數(shù)天的水熱處理來(lái)合成。

   原沸石合成法

東京大學(xué)的研究小組以前一直在推進(jìn)相關(guān)研究，通過(guò)在油浴器中急速加熱導(dǎo)熱性出色的金屬管來(lái)縮短沸石的合成時(shí)間。在這一過(guò)程中研究小組發(fā)現(xiàn)，只要在有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)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(shí)間內(nèi)合成沸石。

以前在改進(jìn)反應(yīng)容器的形狀及外部加熱方式后，達(dá)到規(guī)定的合成溫度要花費(fèi)大約3分鐘，最終完成合成需要約10分鐘。研究小組認(rèn)為，只要解決這一問(wèn)題，便可進(jìn)一步縮短合成時(shí)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(jià)值高的MFI型沸石為對(duì)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(shí)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(xué)打算進(jìn)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(shù)。這里要特別提到的是，此次實(shí)驗(yàn)成功的主要因素之一在于，必須要使反應(yīng)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(lái)合成沸石，就有望極為簡(jiǎn)單地生產(chǎn)沸石。

此次系統(tǒng)是日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）委托項(xiàng)目“能源及環(huán)境新技術(shù)先導(dǎo)計(jì)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(shè)施“SPring-8”的2015A0115長(zhǎng)期課題所取得的部分成果。相關(guān)研究成果預(yù)定在2016年11月28日（日本時(shí)間）起的一周內(nèi)刊登在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）上。