人工合成的沸石具有分子筛分能力,提供了新的选择性分离过程。酸化的沸石是最重要的工业非均相酸性催化剂。世界上绝大多数汽油赵向阳是使用沸石催化剂,通过流化床催化裂解石油生产出来的,这是利用分子筛对催化的的分子有尺寸,开关的选择性,以及其潜在的强酸性。
另外,某些矿物具有带负电的网架结构,内部形成大量空穴,笼状孔及孔道,能够容纳水分子和无机阳离子。例如,天然沸石属于一类晶状微孔铝硅酸盐,孔径小于1nm。这些材料广泛应用在废水净化,农业,化肥,水产业,动物健康,动物饲养,气体分离,太阳能制冷,气体净化,除臭,固体电解质,建材以及放射性污染的消除。
为满足工业及基础研究不断扩展的需求,科研人员的研究兴趣逐渐集中在:如何将材料孔径增大,即从微孔级别拓展到介孔级别。1988年,孔径大于10埃的昌状微也材料问世。确切地说,这种铝磷酸盐VPI-5的合成,开拓了超大孔晶状材料研制的新领域。随后,更多的超大孔晶体材料被开发出来,如ALPO4-8,JDF-20,ULM-5,UTD-1,ULM-16,CIT-5,NK-1,NTHU-1,FDU-4。
在超大孔晶状材料的研发以工作开展的同时,美孚公司的退票吧家进一步发展了分子筛制备理论,并在原有成果的基础上制备出了新型无机材料。其中成果之一是通过使用表面活性剂作为结构导向剂,发明了M41系列有序介孔二氧化硅。这种材料呈六边形和立方体对称,其孔径为20-100埃。其介孔结构可以通过复杂参数的变换加以调控,如表面活性剂加入均三甲基苯等辅助有机试剂,改变溶液温度,组成等制备参数。
为合成介孔分子筛,具有N-烷基长链的表面活性剂被用作结构导向剂。随着制备方法的不断发展,已经实现了对的控制,孔直径在2-100nm范围可调,具有窄的孔径分布和高的比表面积,孔体积,随后,一系列的介孔分子筛,六方相如MCM-41,立方相如MCM-48,层状相如MCM-50被开发出来。对这些介孔材料形成机制的了解,为合成特定孔径分布的二氧化硅打下基础,例如二氧化硅薄片,纤维和球体。