La zeolita ZSM-5 juega un papel vital en el craqueo del petróleo y el refinado de productos petroquímicos debido a su estructura microporosa (0.51-0.56 nm) y características ácidas sólidas sintonizables. Dado que los microporos de zeolita limitan la transferencia de masa de reactivos, El enfoque de la investigación ha sido mejorar la accesibilidad de los reactivos a los sitios ácidos de las zeolitas para mejorar su actividad catalítica durante las últimas décadas.

Generalmente, El postratamiento con solución alcalina se usa para desiliconizar y grabar selectivamente los mesoporos intracristalinos para mejorar la accesibilidad de los sitios ácidos de la zeolita. Sin embargo, porque el aluminio de cuatro coordenadas en la zeolita prístina inhibe la desiliconización, este método solo es adecuado para la síntesis de zeolitas ZSM-5 con una alta proporción de silicio a aluminio. La síntesis de una baja proporción de silicio a aluminio ZSM-5 con buena accesibilidad sigue siendo un desafío.

Recientemente, los investigadores del Instituto de Investigación de Metales (IMR) de la Academia de Ciencias de China, colaborando con los investigadores de la Universidad de Manchester, desarrolló un método eficaz para preparar un catalizador de zeolita hueco ZSM-5 con una baja proporción de silicio a aluminio. El estudio fue publicado en línea en Angewandte Chemie Edición internacional.

Los investigadores primero prepararon una zeolita prístina que contenía aluminio de estructura adicional a partir de un licor madre de síntesis de zeolita de envejecimiento rápido a alta temperatura. Luego, reinsertaron el aluminio del marco adicional en el aluminio del marco por disolución y recristalización de hidróxido de tetrapropilamonio. Al mismo tiempo se formó una estructura hueca.

La novedad de este método radica en el uso de zeolita prístina que contiene aluminio de estructura extra como fase madre, que rompe la restricción de la disolución y recristalización de la zeolita por el marco de aluminio de cuatro coordinados, de ese modo se preparó zeolita hueca ZSM-5 con una relación de silicio a aluminio tan baja como 16.

La zeolita hueca ZSM-5 con baja proporción de silicio a aluminio muestra un excelente rendimiento catalítico en el craqueo de hidrocarburos, especialmente en el agrietamiento de moléculas voluminosas, con alta actividad, alta estabilidad y alta selectividad de propileno. El excelente rendimiento catalítico de las zeolitas huecas ZSM-5 de baja relación de silicio a aluminio se originó a partir de buenos sitios ácidos accesibles.

Este método es adecuado para la síntesis de zeolitas ZSM-5 huecas de aluminio con bajo contenido de silicio, y proporciona una ruta técnica factible para otras zeolitas huecas dopadas con heteroátomos.