錫硅分子篩：新型雜原子分子篩催化材料

劉聿嘉，夏長久，林民，朱斌，彭欣欣，羅一斌，舒興田

（中國石化石油化工科學研究院，石油化工催化材料與反應工程國家重點實驗室，北京100083）

雜原子分子篩不僅具有規(guī)則的拓撲結構，且骨架金屬原子展示出獨特的Lewis 酸性質，因此其成為化學與化工領域的新興研究熱點[1-2]。自1983 年Taramasso 等[3]首次報道TS-1 分子篩，人們隨后制備了多種雜原子（如錫、鐵、鎵、鋯、釩等）分子篩材料[4-9]。其中，錫硅分子篩在多種含氧化學品催化轉化過程中表現(xiàn)出了優(yōu)異性能（圖1），是一類具有潛在工業(yè)應用價值的新催化材料。例如，2010年Moliner等[10]報道了Sn-Beta分子篩可高效催化葡萄糖制備果糖，其不僅發(fā)揮了與葡萄糖異構化酶相似的功能，還克服了酶活性受反應條件限制的弊端。這是由于骨架四配位錫的5p2空軌道可接收葡萄糖含氧官能團（）的孤對電子，使其發(fā)生異構化反應生成果糖。錫硅分子篩催化制備含氧烴的反應條件溫和、過程清潔高效，受到研究人員的高度重視，也掀起了國內外關于錫硅分子篩合成研究的熱潮。

圖1 錫硅分子篩催化含氧烴轉化反應類型［14-18］

表1 常見錫硅分子篩的種類和結構

錫硅分子篩的合成可追溯到20 世紀90 年代，Ramaswamy 等[11]采用水熱法合成了MFI、MEL 和MTW拓撲結構的錫硅分子篩。隨后，Corma等[12]采用水熱法合成了Sn-Beta 分子篩，并發(fā)現(xiàn)其催化環(huán)己酮Baeyer-Villiger 反應制備ε-己內酯的選擇性高達100%，且有效避免了傳統(tǒng)有機過氧酸法的強腐蝕和高污染等弊端。然而Sn-Beta 的合成存在成核時間長、使用含氟劇毒化學品等問題。……