背景介紹沸石分子篩是一類多孔材料，因其具有有序的孔道結(jié)構(gòu)、高的水熱穩(wěn)定性以及獨特的催化活性，作為一種優(yōu)異的固體催化劑廣泛應(yīng)用于化學工業(yè)中。沸石分子篩在制備過程需要使用含硅、鋁的化工原料以及價格昂貴且有毒害的有機模板劑。投入使用前需要通過煅燒去除有機模板劑，不但會產(chǎn)生污染環(huán)境的NOX化合物與溫室氣體CO2，而且會提高分子篩的合成成本。此外，沸石分子篩的晶化時間長達數(shù)天，造成極大能源損耗。因此，如何綠色高效地合成沸石分子篩材料意義重大。文章亮點1.

從合成原料和合成方法兩方面對當前沸石分子篩材料綠色合成的最新進展進行介紹；2.

就沸石分子篩材料綠色合成過程中存在的問題進行討論，并對其未來發(fā)展進行展望。內(nèi)容介紹1合成原料研究人員致力于尋求更為經(jīng)濟，且對環(huán)境更加友好的綠色合成原料，其中包括天然礦物以及有機模板劑綠色化的使用進程。天然礦物中，高嶺土與硅藻土應(yīng)用最為廣泛；有機模板劑綠色化使用進程包含了廉價有機模板劑的使用、低毒有機模板劑的應(yīng)用以及有機模板劑的循環(huán)利用，下面對這幾種合成原料進行詳細介紹。1.1

高嶺土1.2

硅藻土1.3

有機模板劑2合成方法2.1

羥基自由基輔助合成羥基自由基（?OH）是一種具有強氧化性與高活性的物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)在分子篩的水熱合成體系中存在?OH，可有效促進硅鋁酸鹽初始凝膠中Si-O-Si鍵的解聚和聚合，從而縮短分子篩晶化時間，減少能源消耗。在低溫下（70

℃），通過紫外輻射輔助，Silicalite-1的晶化時間縮短了20%。將?OH引入合成體系中取代氫氧根陰離子可以顯著加速分子篩晶化過程，并降低合成體系中堿性物質(zhì)及有機模板劑的用量。為分子篩材料綠色、高效地制備提供了一種新的思路。2.2

微波輔助合成上世紀70年代，微波輔助合成逐漸走入大眾視野。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)水熱合成相比，微波輔助合成可以使微晶快速成核，加速反應(yīng)凝膠的溶解。微波輔助合成還可將能量迅速地轉(zhuǎn)移到反應(yīng)體系中，使結(jié)晶速度顯著增快。2.3

無有機模板劑合成上世紀80年代，無有機模板劑合成沸石分子篩成為研究重點。首次在無有機模板劑的條件下，直接以水玻璃、硫酸鋁、硫酸為原料合成ZSM-5分子篩，打開了無有機模板劑合成路線的大門。首次使用L晶種導向液法成功合成出ZSM-34分子篩，為無有機模板劑合成硅鋁酸鹽分子篩開辟出全新的道路。晶種導向液是指含有分子篩次級結(jié)構(gòu)單元的前驅(qū)溶液，將其引入分子篩合成體系中可在水熱條件下提高分子篩的結(jié)晶度與純度，同時顯著地縮短分子篩的反應(yīng)時間。2.4

無溶劑合成早在上世紀80年代，有機化學家就認為在無溶劑條件下，將粉末狀反應(yīng)物直接混合反應(yīng)可更有效地獲得產(chǎn)物。近年來隨著研究的深入，無溶劑合成法已被引入到沸石分子篩的制備中。2.5

離子熱合成傳統(tǒng)沸石分子篩的制備往往是在大量溶劑存在條件下進行，溶劑在高溫條件下產(chǎn)生壓力被認為是分子篩合成的關(guān)鍵因素。3結(jié)語當前，沸石分子篩的制備技術(shù)已非常成熟。合成原料及合成方法的選擇都是影響分子篩制備的重要因素。使用天然礦物及工業(yè)原料合成沸石分子篩更加綠色環(huán)保、價格低廉，但需要對礦物進行預(yù)處理，操作復(fù)雜且消耗更高能源，同時部分原料合成分子篩存在結(jié)晶度低、純度低等問題；無溶劑法很好地利用了高壓反應(yīng)釜有限地空間，減小反應(yīng)過程中壓強，但往往需要使用到有機模板劑或是有機醇類等；晶種法和晶種導向液法可縮短晶化時間，抑制雜相產(chǎn)生且無需使用有機模板劑，但往往需要在水熱條件下合成；羥基自由基輔助合成可以縮短合成時間節(jié)約能源，但通常需要水作溶劑促進自由基產(chǎn)生；微波輔助合成同樣可以提高合成效率并節(jié)約能源，但是微波輻射不