可控制備多級孔沸石分子篩，是石化工業界和學術界關心的重要課題。中國石油大學（北京）徐春明院士團隊朱小春副教授等聯合國內外合作者，在這一領域取得重要研究進展。

催化劑是煉油及化工技術發展的核心，而沸石分子篩作為其中一類重要的固體酸催化劑，其微孔的傳質缺陷嚴重影響了活性位的利用與催化反應的速率。在沸石分子篩的微孔體系中引入介孔或者大孔對于改善分子傳質能力、減緩催化劑失活有著積極的作用。所獲得的多級孔沸石分子篩，結合了微孔沸石和介孔分子篩的優點，既具有微孔的擇形功能，又具有介孔賦予的高效的分子擴散能力。其中，利用堿性試劑溶解沸石骨架中的硅原子，從而在沸石晶體內產生介孔的方法，被視為最具工業化應用潛力的介孔引入方式，它的優勢在于成本低而且簡便易行。然而，堿處理脫硅通常存在以下問題：1) 無序刻蝕導致沸石分子篩骨架完整度或結晶度大幅降低，甚至引發骨架坍塌；2) 介孔產生的同時，沸石微孔容和比表面積大幅降低；3) 脫硅過程中常伴隨著骨架鋁的流失，導致催化反應所需的強酸性位減少。在處理高硅鋁比和骨架鋁不穩定的沸石分子篩時，以上問題尤為凸顯。

針對上述問題，中國石油大學（北京）重質油全國重點實驗室徐春明院士團隊聯合中國石油大學（華東）、中石油石油化工研究院、荷蘭埃因霍溫理工大學等科研機構合作者，在多級孔沸石分子篩可控構建方面取得新進展。

該工作中，研究人員首先以骨架鋁不穩定的SSZ-13沸石為研究對象。具有CHA拓撲結構的SSZ-13沸石已被廣泛應用于甲醇制烯烴（MTO）、CO2加氫制低碳烯烴、氨氣選擇性催化還原（NH3-SCR）以及氣體分離等領域，是一種非常重要的小孔沸石催化材料。然而，SSZ-13沸石的骨架鋁極不穩定，導致其在常規的堿處理過程中，沸石骨架易發生崩塌，骨架鋁流失嚴重。通過預先吸附小分子胺作為孔導向劑（iPDA），以“內保護”方式減緩堿在沸石微孔中的快速擴散和無序刻蝕，可控構建了骨架完整度高、微孔及酸性位保留度高、活性穩定性好的多級孔沸石分子篩。研究發現，所得多級孔SSZ-13沸石的微孔容流失程度從常規堿處理樣品的50%降至16%，且骨架完整度、酸性位等均得到了很好的保留。

同時該方法還可以拓展至高硅鋁比的多級孔沸石分子篩可控制備中。例如，在iPDA的保護下，多級孔beta沸石的介孔容大幅提升，但其結晶度、微孔容和酸性質等并未發生改變。打破了孔結構-酸性質的制衡關系，實現了沸石分子篩催化材料性能的極大提升。該工作為解決堿處理骨架鋁不穩定或高硅鋁比的沸石分子篩提供了一種新策略，為將來高效催化材料理性設計提供了新思路。

研究結果以“Constructing Hierarchical Zeolites with Highly Complete Framework via Controlled Desilication”（可控堿處理構建骨架高度完整的多級孔沸石分子篩）為題，于2024年8月22日在《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)在線發表。論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202411446

中國石油大學（北京）為第一完成單位，文章的第一作者是朱小春副教授與碩士研究生高羽，朱小春副教授、申寶劍教授為論文的通訊作者。研究得到了國家自然科學基金創新研究群體項目（22021004）支持。