通过先进的水和氩气吸附研究评估层次型MFI沸石的表面和孔结构

对层次型沸石孔结构的先进物理化学表征，包括对孔径、互连性和表面特性的精确了解，对于解释它们在催化和吸附应用中的优越性能至关重要。通过对沸石的碱处理后合成中孔的形成会导致因硅的选择性溶解而发生成分变化。通过随后的酸处理小心调节这些影响，可以将Si/Al比恢复到母体沸石的水平。我们评估了氩气（87.3 K）和水（298.5 K）吸附的应用，以评估具有相同孔隙率但成分不同的介孔ZSM-5沸石的多孔性质。通过对氩气等温线应用NLDFT（非局部密度泛函理论）分析，获得准确且结合的微/介孔尺寸分析。氩气吸附数据清晰地揭示了层次型沸石微孔和介孔填充的两个不同相对压力区域。相比之下，由于ZSM-5微孔的疏水特性和介孔的更亲水特性，水的吸附导致两个填充区域重叠。这表明水的吸附对Si/Al比、沸石中铝物种的分布以及介孔表面极性基团的存在非常敏感。因此，可以获得有关通过脱硅化制备的层次型沸石孔的表面和结构性质的进一步见解。基于我们的结果，我们提出了一个亲水性指数，可以识别不同多孔材料之间以及层次结构纳米多孔材料内微孔和介孔之间的表面化学差异。