傳統的沸石制造工藝是高度能源密集型的，并且會產生大量的二氧化碳足跡。在這里，我們討論了主要的能源消耗者和潛在的替代品，以實現更可持續的沸石生產：從對現有單元操作的簡單優化工作到新的和新穎的制造概念，例如沸石的連續結晶和固熱路線及其工業適用性。這些努力有助于全球努力通過將溫室氣體排放量減少到盡可能接近于零，將化學品和催化劑的制造轉變為凈零環境。

沸石粉仍然是化學和石化行業最相關的催化劑類別之一。它們在可變框架幾何形狀、可調成分和分子尺寸的可接近孔結構方面的固有特性使它們能夠在許多工業相關過程中用作催化劑或吸附劑（Yilmaz 和 Müller，2009 年），預計它們將在未來的可持續產業中進一步發揮關鍵作用。在過去 70 年中，與工業相關的沸石骨架的傳統生產變化不大，涉及多個制造步驟，其中幾個以批處理模式運行，其他則以連續模式運行。作為一個典型的例子，鋁硅酸鹽沸石的合成將從 (1) 通過混合二氧化硅 + 氧化鋁、有機結構導向劑 (OSDA) 和無機礦化劑制備凝膠開始。通過在加壓高壓釜中施加水熱條件，使所得凝膠經受(2)結晶步驟。根據所得天然沸石晶體的粒徑，在沸石被制服到 (3) 固/液分離和洗掉過量的 OSDA 和其他副產物之前，需要任選的附聚。為了燒掉占據沸石骨架孔結構的有機模板，所得濾餅首先需要進行 (4) 干燥，然后進行 (5) 高溫煅燒。翻新的沸石粉末通常需要進一步的下游加工步驟：活性催化劑通過一或兩次后續的 (5) 離子交換獲得，然后是另一次 (6) 固/液分離加上洗滌步驟和連續的 (7) 干燥和任選的 ( 8）煅燒（方案1）。對于催化領域的大多數工業應用，生成的沸石粉末需要進一步進行成型或涂層工藝，以磨光催化劑的成品形式。上述過程通常也適用于非鋁硅酸鹽，盡管可以跳過一些處理步驟，例如離子交換。

沸石制造通常是一個高度能源密集型過程，步驟 2 + 4 + 5：結晶、干燥和煅燒分別是主要的能源消耗者，因為這些特殊物質需要長時間的高溫單元操作。盡管基于沸石的催化劑在其使用壽命期間對更高效的化學過程做出了重大貢獻，但反過來又減少了大型工業相關應用的總體 CO?2足跡，并在環境催化中發揮了重要作用，減少了柴油汽車和卡車以及固定裝置的有害氮氧化物排放來源；人們強烈希望采用更可持續的沸石制造工藝。

主要受學術研究的推動，合成了約 246 種沸石骨架拓撲結構，不包括共生結構。這些材料可以以各種成分生產，另外假設有超過 20,000 種結構是已知的。盡管如此，只有不到 15-20 種沸石結構進入了工業應用。除了可能缺乏應用之外，將沸石配方從早期學術環境轉移到工業設置中也并非易事。以下是一些在學術界最常被忽視但與工業相關的方面：

• 配方的時空產率：主要表示為每單位合成反應器體積和時間的千克產品。這給出了合成產量的指示，較低的值表示合成時間長（高能耗）或較低的反應物產量（大量廢水）。
• 原料選擇：一些合成涉及昂貴且復雜的有機結構導向劑，這將需要復雜的合成程序，產生大量廢物/高能耗。有時，使用氟化物或其他無機物等礦化劑會帶來 EHS 和廢氣/廢水處理方面的問題。原材料可能是沸石制造中CO?2足跡的重要來源；雖然，他們不會成為過程本身的直接排放者。
• 合成凝膠的能量在學術界常常被忽視：這是指原料在水熱合成過程中的穩定性和熱/催化分解的風險，導致壓力增加或反應失控。

在本文中，我們提出了可以提高沸石制造步驟（如合成、干燥和煅燒）可持續性的概念。