Новости химической науки > Мезопористые цеолиты ускоряют реакции больших молекул

Цеолиты широко используются как формо-селективные катализаторы, ионообменные материалы и адсорбенты. Мезопористые цеолиты могут рассматриваться как многообещающие катализаторы для превращений объемных молекул, так как использование мезоразмерных пор может преодолеть ограничения по диффузии, характерные для микроразмерных (диаметром от 0,3 до 1,5 нм) пор.

В последнее время предпринимались попытки направленного синтеза мезопористых материалов на основе алюмосиликатов, с использованием, например, прямого синтеза на основе молекулярных и супрамолекулярных матриц. Однако кислотная и гидротермическая устойчивость полученных алюмосиликатных материалов намного уступает устойчивости кристаллических цеолитов.

Р. Риу (R. Ryoo) и соавторы из Корейского Института Науки и Технологии разработали метод прямого синтеза мезопористых кристаллических цеолитов с настраиваемым размером пор мезодиаметра. В качестве структуроопределяющего агента корейские исследователи использовали амфифильные кремнийорганические поверхностно-активные вещества.

Дифракция рентгеновских лучей, сканирующая туннельная электронная микроскопия и анализ адсорбционных характеристик азота показали, что полученный мезопористый цеолит (MFI) имеет червеобразную мезопористость. Дифракции медленных электронов продемонстрировала, что пористые стенки MFI образованы кристаллами цеолитов типа ZSM-5 (одна из форм природной компактной кристаллической упаковки цеолитов).

Сопоставление свойств цеолитов MFI и ZSM-5 показало, что их каталитическая активность близка, что позволяет предположить о существенном уровне поверхностной кислотности в синтезированном образце.

С другой стороны, мезопористый цеолит MFI показывает гораздо большую активность и селективность в синтезе жасминового (альфа-n-амилкоричного) альдегида по сравнению с компактным цеолитом. Последнее обстоятельство может быть связано с существенно меньшим сопротивлением диффузии для мезопористой структуры.

Источник: Nature Mater. 2006, 5, 718