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三维超大孔二氧化硅沸石制成

为水和气体的净化开辟新途径

2023-01-20 科技日报 张佳欣
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ZEO-3的结构图像。图片来源:西班牙马德里材料科学研究所

  在西班牙国家研究委员会的参与下,一个国际研究小组创造了迄今已知最多孔的稳定沸石,即一种名为ZEO-3的新型纯二氧化硅沸石。这种沸石是由一维硅酸盐链与三维沸石进行前所未有的拓扑层缩合而成的。这个过程是拓扑性的,因为链的结构没有改变。这一发现为水和气体的净化开辟了一条新途径,相关研究发表在最新一期《科学》杂志上。

  沸石是微孔硅酸盐,可用作催化剂、吸附剂和阳离子交换剂。该研究的通讯作者之一、马德里材料科学研究所研究员米格尔·坎布勒解释说,人们需要具有更高孔隙率的稳定的硅基沸石,以允许吸附和处理大分子。

  由于沸石的孔只有小分子大小,因此科学家可处理的分子大小存在限制。这就是为何研究人员一直在寻找具有较大孔隙的沸石,尤其是三维孔隙沸石。

  以前的稳定沸石可达到7埃(1埃为一亿分之一厘米)。去年,这组研究人员在《科学》杂志上发表了另一篇关于一种具有交叉三维超大孔的稳定铝硅酸盐沸石(ZEO-1)。现在,这种新型沸石的成分是纯二氧化硅。坎布勒说:“ZEO-1和ZEO-3这两种沸石孔径都超过10埃。”

  这种新型沸石有两个特点:在所有三个维度上都有超大孔隙,它是通过在拓扑缩合中煅烧一维链状硅酸盐而形成的。

  新型沸石可从含水的气流中去除和回收挥发性有机化合物。在产生有害挥发性有机物质的地方,它能起到净化作用,不仅可去除有害物质,还可将其回收到污染物中。随着进一步的研究,这种沸石还将用于催化和药物输送。

打印 责任编辑:梁春雨
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