微波辅助水热合成纳米高硅Beta分子筛用于VOCs吸附

高硅和纯硅Beta分子筛由于具有弱酸性、高疏水性、高水热稳定性和低介电常数等特性，在甲醇转化制丙烯（MTP）反应、气体分离、挥发性有机化合物（VOCs）吸附和微电子应用等方面展现出优异的性能。然而，目前高硅Beta分子筛的合成普遍存在晶体尺寸大（> 1 μm）和Si/Al范围受到限制（Si/Al < 300）的问题，因此，在保证Beta分子筛纳米尺寸的同时，进一步拓展Si/Al范围，是一项极具挑战且亟待解决的课题。

近期，博士研究生马哲作为第一作者在Chemical Science期刊上发表题为“Fluoride-free and seed-free microwave-assisted hydrothermal synthesis of nanosized high-silica Beta zeolites for effective VOCs adsorption”的研究工作。在该工作中，采用微波辅助水热法制备了一系列纳米Beta分子筛（Si/Al = 9–∞），在10–14 h较短时间内即可快速合成Si/Al = 9–338的Beta分子筛（25–100 nm），同时，利用微波辅助实现了无氟、无晶种水热合成纳米纯硅Beta分子筛（180 nm）。该工作首次揭示了微波辐射能够诱导分子筛晶化过程中羟基自由基（·OH）的产生，促进成核阶段Si–O–Si键的键合。将制备的纳米纯硅Beta分子筛用于VOCs吸附中，因其具有较大的孔体积和较强的疏水性，在甲苯吸附中展现出优于其他三种纯硅Beta分子筛的吸附性能。该工作为无氟、无晶种合成纳米高硅Beta分子筛提供了一种有效的新方法，也为纳米高硅Beta分子筛在催化和吸附领域的应用提供了新动力。

相关的研究成果近期发表在Chemical Science（Chem. Sci.,DOI: 10.1039/D2SC06389A）期刊上，第一作者为吉林大学博士生马哲（导师：于吉红院士）。

全文链接：https://doi.org/10.1039/D2SC06389A