近十多年來隨著相關(guān)學(xué)科的理論、研究方法與技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，以及沸石分子篩與多孔材料的應(yīng)用由吸附分離、催化與離子交換等傳統(tǒng)領(lǐng)域向高新技術(shù)先進(jìn)材料領(lǐng)域的拓展，人們對(duì)沸石分子篩化學(xué)中的諸多規(guī)律與現(xiàn)象有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，特別是對(duì)結(jié)構(gòu)-功能-合成的關(guān)系規(guī)律有了更系統(tǒng)、更深入的研究與認(rèn)識(shí)。

沸石分子篩材料廣泛地應(yīng)用于石油煉制、能源化工及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，是解決能源與環(huán)境問題的關(guān)鍵性材料。根據(jù)傳統(tǒng)分子篩的定義，分子篩是由TO4四面體之間通過共享頂點(diǎn)而形成的三維四連接骨架。骨架T?原子通常是指Si、Al?或P等原子，在少數(shù)情況下是指其他原子，如B、Ga、Be?等。分子篩的孔道是由n?個(gè)T?原子所圍成的環(huán)，即窗口所限定的。除六元環(huán)等小的孔道體系外，分子篩孔道還包括八元環(huán)、九元環(huán)、十元環(huán)、十二元環(huán)、十四元環(huán)、十八元環(huán)和二十元環(huán)以及二十元環(huán)以上。通常，根據(jù)組成孔道的環(huán)的大小，可以將分子篩描述為小孔、中孔、大孔和超大孔分子篩。小孔分子篩，如LTA、SOD和GIS型分子篩，它們的孔道窗口由8?個(gè)TO4四面體圍成，孔徑約為4 ?；中孔分子篩，如MFI，其孔道窗口由10個(gè)TO4四面體圍成，孔徑約為5.5 ?；大孔分子篩，如FAU、MOR?和*BEA，它們的孔道由12?個(gè)TO4四面體圍成，孔徑約為7.5?；圍成孔道窗口的T原子數(shù)超過12的分子篩，則被稱為超大孔分子篩。分子篩中孔道的環(huán)多為八元環(huán)、十元環(huán)和十二元環(huán)。關(guān)于超大孔分子篩的報(bào)道還較少，目前分子篩的孔道最大環(huán)數(shù)為30(ITQ-37)。孔道體系可以是一維、二維或三維的，即孔道向一維、二維或三維方向延伸。根據(jù)國(guó)際分子篩學(xué)會(huì)(IZA)結(jié)構(gòu)分會(huì)的定義，目前有239?種分子篩結(jié)構(gòu)已經(jīng)被確認(rèn)。

20?世紀(jì)40?年代，Barrer開始嘗試水熱法合成Zeolite，隨后UCC?的Milton和Breck?等成功使用溫和的水熱條件(約100 ℃和自生壓力)制備出了A?型沸石與X?型沸石以及后來的Y?型沸石，這被認(rèn)為是現(xiàn)代經(jīng)典水熱合成法制備沸石分子篩的開始。

水熱合成是指在一定溫度(100～1000 ℃)和壓力(1～100 MPa)條件下利用水溶液中的反應(yīng)物進(jìn)行特定化學(xué)反應(yīng)的合成。水熱合成一般在特定類型的密閉容器或高壓釜中進(jìn)行。合成硅鋁沸石的基本起始物料有硅源、鋁源、金屬離子、堿、其他礦化劑和水。有時(shí)某些添加劑如有機(jī)模板劑和無機(jī)鹽類對(duì)晶化會(huì)產(chǎn)生重要的作用。影響合成的關(guān)鍵因素包括投料硅鋁比、堿度、模板劑的選擇等。常規(guī)水熱合成硅鋁沸石是在強(qiáng)堿體系下實(shí)現(xiàn)的，而氟離子的引入可以將硅鋁沸石晶化體系拓展到中性和酸性條件。水熱合成法中溶劑水可以用其他有機(jī)溶劑替代，即溶劑熱合成。

溶劑熱合成中可選擇的有機(jī)溶劑種類繁多，性質(zhì)差異又很大，為合成提供了更多的選擇和機(jī)會(huì)。在合成過程中，溶劑不僅為合成反應(yīng)提供一個(gè)場(chǎng)所，也會(huì)使反應(yīng)物溶解或部分溶解，生成溶劑合物。溶劑化過程會(huì)影響反應(yīng)物活性物種在液相中的濃度、存在狀態(tài)以及聚合態(tài)分布和化學(xué)反應(yīng)速率，更重要的是，會(huì)影響反應(yīng)物的反應(yīng)性與反應(yīng)規(guī)律，甚至改變反應(yīng)過程。

我國(guó)科研人員徐文晹?shù)仍?0?世紀(jì)90年代初最早發(fā)明了干凝膠轉(zhuǎn)化(dry gel conversion，DGC)制備高硅及全硅分子篩的方法。2004?年，離子熱合成法作為一種全新的概念被引入分子篩合成體系中。英國(guó)的Morris?等首先提出該方法，他們采用咪唑類化合物的離子液體作為反應(yīng)溶劑兼模板劑分子，成功合成了多種磷酸鋁及金屬磷酸鋁骨架的分子篩結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的水熱合成法或者溶劑熱合成法合成分子篩相比，離子熱合成法可以在接近常壓狀態(tài)下進(jìn)行，從而減少了高壓反應(yīng)帶來的危險(xiǎn)，并且降低了投資成本。但是離子熱合成法合成分子篩的成果還主要集中在磷酸鋁分子篩，合成應(yīng)用更為廣泛的硅鋁分子篩仍然需要很多的研究工作。