通过缓慢释放铝合成的Hollow ZSM-11沸石：在甲醇制烯烃反应中具有更强的酸催化性能和更高的稳定性

《Journal of Materials Chemistry A》：Hollow ZSM-11 zeolite synthesized via slow aluminum release: enhanced acid accessibility and stability in methanol-to-olefins

空心沸石通过胺基结构导向剂与铝盐络合生成的慢释放铝源一步合成，形成90 nm壳层和2.5 μm内腔结构，铝硅溶解速率差异驱动空心化机制。较常规固体沸石，其Br?nsted酸浓度和强度提升，在甲醇制烯烃反应中实现100%转化率、41%丙烯选择性及26.5小时使用寿命，催化剂寿命延长125%。

　　

沸石的催化活性主要取决于分子受限通道内的质量传递。中空沸石结构具有更好的质量传输特性，并且能更有效地接触活性位点。虽然传统的合成方法主要依赖于多步骤的硬模板制备或后处理技术，但一步法合成中空沸石晶体仍然是一个重大挑战。在这项工作中，我们报道了一种利用通过胺类结构导向剂与铝盐复合作用制备的缓释铝源来一步合成中空沸石的新方法。该方法成功制备了壳层厚度约为90纳米、内部孔径约为2.5微米的中空MEL型沸石晶体。机理研究表明，中空结构的形成是由于铝和硅的溶解速率不同所驱动的溶解-重结晶过程，这一过程逐渐将非晶态的富硅聚集体转化为结晶态的中空沸石。与传统固态MEL晶体相比，中空沸石表现出更强的布伦斯特酸浓度和酸强度，以及更均匀的铝在通道中的分布。在中空沸石催化剂参与的甲醇制烯烃（MTO）反应中，其催化性能显著提升：实现了甲醇的完全转化，丙烯的选择性提高了（41% vs. 33%），并且催化剂的使用寿命也显著延长（26.5小时 vs. 11.5小时）。这项工作为合成中空沸石提供了一种高效的方法，为高效沸石催化剂的合理形态设计开辟了新的途径。