山西
稳定的硅基超大孔（ELP）分子筛在处理大分子方面极具吸引力，但直接合成仍极具挑战性。基于此，吉林大学于吉红院士、南京大学杜红宾教授和黎建教授（共同通讯作者）等人报道了一种名为JU-87的稳定、全连通的纯硅ELP分子筛，其通过中断的24元环分子筛前驱体（JU-86）的三维（3D）到三维（3D）拓扑导向缩合而形成。
JU-86中SiO-···HOSi缺陷经焙烧后完全缩合，生成了JU-87，该材料具有口袋状空腔衬里的单维18元环通道（最大尺寸：17.36 Å），并含有大量前所未见的高应力三元环单元。由于其通道空间宽敞，JU-87能够容纳大分子染料，显示出其在吸附和催化升级大分子底物方面的潜力。
在本文中，作者以6-氮杂螺[5. 5]十一烷氢氧化物（ASUOH）为有机结构导向剂，从摩尔组成为1 SiO2: 0.5 ASUOH: 0-0.1 HF: 3-5 H2O的凝胶出发，经160 °C加热30天，合成了一种新型纯硅ELP分子筛JU-86。在低氟化物体系中合成的样品标记为JU-86-F，而在无氟化物体系中合成的样品标记为JU-86-OH。系统性消光分析表明，JU-86以空间群P63/m结晶，晶格参数经优化后为a=18.602(8) Å，c=9.446(5) Å。经Cs校正的环形暗场扫描透射电子显微镜（ADF-STEM）图像清晰地分辨出沿c轴的特征24-MR通道，与基于3D cRED数据所得的结构模型高度一致，直接证实了JU-86的晶格框架结构。
图1.晶格表征
JU-86的框架结构相对简单，可描述为由两种复合构建单元（CBUs）构成，即[415462]和[4356]。[415462]单元通过共享三个四面体连接成沿c轴的链状结构。六个这样的链进一步通过边共享作用相互连接，形成一个24-MR通道，相邻链之间通过60°旋转以及沿c轴移动半个单元格尺寸的方式相连。三个相邻的24-MR通道通过共享[4356]笼结构连接，最终形成完整的框架。值得注意的是，24-MR孔道中的12个Si原子呈三连通结构，且连接的末端O原子向通道内突出，因此有效孔道开口尺寸约为9.74×9.26 Å，其最大通道尺寸接近18.70 Å。因此，JU-86属于低框架密度分子筛类，具有开放的晶格结构，其框架密度为12.0 T/1000 Å3。
图2.分子结构表征
最终优化后的JU-87单元晶胞组成为[Si34O68]，其晶格结构保持了母体空间群对称性（P63/m），但晶格收缩，经优化后参数为a=16.285(2) Å，c=9.545(1) Å。对比JU-86，a轴和b轴收缩约12%，而c轴仅伸长约1%。在结构上，JU-86与JU-87的唯一区别在于[415462]单元中相邻端部Q3Si位点（Si1和Si2）发生缩聚反应，从而在形成的[32415462]单元中生成3-MR。该缩聚过程将原本中断的24-MR通道转变为完全连通的18-MR通道系统。因此，JU-87具有晶体学上的18-MR孔道开口尺寸为9.32×8.91 Å，最大通道尺寸可达17.36 Å。
图3.晶胞结构与尺寸表征
由于ELP分子筛具有规则的孔道结构和较大的比表面积，被认为在去除废水中大分子有机污染物方面具有良好的应用前景。JU-87能够有效吸附并促进大分子染料分子尼罗红（NR）的扩散，其吸附容量显著高于16-MR ZEO-3和12-MR Beta分子筛。此外，JU-87还表现出良好的可重复使用性，其作为含染料废水的高效吸附剂展现出巨大潜力。
图4.吸附与可重复使用性能
文献信息
3D-to-3D Topotactic Transformation in Extra-Large-Pore Pure-Silica Zeolite. J. Am. Chem. Soc., 2026, https://doi.org/10.1021/jacs.6c05613.
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