杂原子MCM-22沸石分子筛的合成文献综述

1 MCM-22分子筛的研究背景

通俗的讲，分子筛是铝氧四面体或硅氧四面体等由氧桥键相连而形成了分子尺寸大小的空腔体系和孔道，从而具有筛分不同分子的特性。按孔道尺寸划分，孔大小小于2纳米、2-50纳米和大于50纳米的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛；按骨架元素组成分子筛可分为磷铝类分子筛、硅铝类分子筛和骨架杂原子分子筛。由于分子筛具有一系列独有的特性，比如规整的孔道结构、稳定的固体酸性、高的比表面积和能筛分特定分子的特性，常把它作为吸附剂、催化材料与气体分离等，被广泛应用于真空技术、冶金、石油化工、电子、原子能等工业以及农业、轻工业、环境保护等各个领域，是一种重要的新材料，有广阔的应用前景[1]。

2 MCM-22分子筛概况

MCM-22分子筛具有层状结构，层间以氧桥相连。由于其独特的孔道结构、强酸性、高的热稳定性和水热稳定性，在各种吸附反应中表现出良好的前景。自1990年MCM-22分子筛合成以来[2]，因为分子筛的结构决定了其物理化学性质，通过XRD、SEM、TEM等仪器分析等手段对这一特殊的材料的结构和性质已经有了较详细的了解。在 1997 年国际沸石联合会(IZA)命名MCM-22分子筛的拓扑结构为MWW型[3]。具有MWW结构分子筛有很多，除了MCM-22外，还包括SSZ-25[4]、ERB-1[5]、MCM-49[6]、PSH-3、ITQ-1[7]、ITQ-2、MCM-36[8]和MCM-56[9]等，上述分子筛都具有MWW结构分子筛的基本单层结构[10]。由于MCM-22分子筛具有独特的晶体结构、高的微孔率和孔容以及优良的水热稳定性能和酸性性能，其作为吸附剂用于工业与环境上的分离与净化，作为催化材料用于芳构化、催化裂化、烷基化等反应，都具有优异的性能，近年来MCM-22分子筛的研究与开发逐步受到国内外相关产业部门和科研机构的广泛关注。

3 MCM-22 分子筛的结构

Leonowicz等[11]确定了MCM-22的分子筛晶体结构，他们认为MCM-22是具有层状结构的分子筛，并且层与层之间是以氧桥相连。与其它分子筛最大的不同点是，MCM-22分子筛拥有两个互不交叉的独立孔道体系：一条是位于层状结构内部由10元环窗口构成的二维正弦网状孔道体系，围绕双六元环相互连接成网状结构；另一条是层间为0.71nm1.82nm的12元环超笼，以0.40nm0.54nm的10元环开口与外面相通，这些超笼一个一个通过双六元环堆叠起来，穿插在近似圆形的十元环窗口中，层间的超笼与层内的正弦孔道相对独立，并且互不相通[12]。MCM-22分子筛的结构如图1所示。

图1 MCM-22分子筛的结构示意图