西班牙材料科学研究所（ICMM, CSIC）Miguel A. Camblor教授课题组使用小尺寸的1-甲基-2-乙基-3-正丙基咪唑阳离子作为模板剂，合成得到了新型复合大孔、中孔孔道的分子筛HPM-16，近期报道的复合超大孔、中孔孔道的分子筛-SYT，以及手性的复合中孔、小孔孔道的分子筛STW。相比较于原始报道的导向-SYT结构的模板剂（一种中药中间体），本工作中使用的模板剂在尺寸、形状和刚柔性方面均具有较大的不同。分子模拟计算和粉末精修均证实，两种不同的模板剂在-SYT孔道中占据显著不同的位置。

分子筛是一类具有广泛工业应用的有序微孔材料，其在催化（定向得到某种产物）、吸附（吸附杂质或分离气体）、离子交换（软化水或者去除污染物）中均得到广泛和大量的使用。分子筛的用途主要取决于其孔道大小，按照孔道窗口大小可分为小孔、中孔、大孔、超大孔。使用模板剂（有机结构导向剂）合成分子筛已经成为目前科研中常见的策略，基于模板剂的特性，有些模板剂具有较高的特异性因此只能特定的导向某些结构，而有些柔性较高的模板剂则可以导向生成多种分子筛结构。

在本工作中，作者使用了一个特异性较低的模板剂，通过改变合成条件（尤其是凝胶的元素组分和浓度）该模板剂导向生成了多种具有超大孔、大孔、中孔孔道的分子筛，包括今年报道的新型分子筛HPM-16和2018年报道的-SYT，总共超过3种硅锗分子筛和另外4种纯硅/硅铝分子筛（图1）。有趣的是，作者发现相比较-SYT初始使用的模板剂（一种中药中间体），本文中所用的模板剂具有很大的差异：中大姜久兴老师等人使用的模板剂是刚性、大尺寸、脂肪族的四级季铵阳离子，而本文使用的模板剂是柔性、小尺寸、芳香族的咪唑阳离子（图2）。由于分子筛骨架和模板剂之间的相互作用，不同属性的客体模板剂阳离子在相同拓扑的分子筛骨架中可能会存在显著的差异，并且此差异被分子模拟计算和粉末结构精修所证实。结果显示，在原始的-SYT结构中，大而刚的中药中间体仅可填充其超大孔孔道，而小孔孔道是空的；而在本文的-SYT样品中，小而柔的咪唑阳离子占据三种不同的位置，同时填充在超大孔孔道和管状小孔孔道（图3）。

论文信息：

Synthesis of Extra-Large Pore, Large Pore and Medium Pore Zeolites Using a Small Imidazolium Cation as the Organic Structure-Directing Agent

Zihao Rei Gao, Salvador R. G. Balestra, Jian Li, and Miguel A. Camblor

Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202103288