Broadening the Scope for Fluoride‐Free Synthesis of Siliceous Zeolites

Siliceous zeolites are ideally suited for emerging applications in gas separations, sensors, and the next generation of low‐k dielectric materials, but the use of fluoride in the synthesis significantly hinders their commercialization. Herein, we show that the dry gel conversion (DGC) technique can...

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Veröffentlicht in:Angewandte Chemie 2018-03, Vol.130 (14), p.3669-3673
Hauptverfasser: Vattipalli, Vivek, Paracha, Abdul Mughis, Hu, Weiguo, Chen, Huiyong, Fan, Wei
Format: Artikel
Sprache:eng
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Beschreibung
Zusammenfassung:Siliceous zeolites are ideally suited for emerging applications in gas separations, sensors, and the next generation of low‐k dielectric materials, but the use of fluoride in the synthesis significantly hinders their commercialization. Herein, we show that the dry gel conversion (DGC) technique can overcome this problem. Fluoride‐free synthesis of two siliceous zeolites—AMH‐4 (CHA‐type) and AMH‐5 (STT‐type), has been achieved for the first time using the method. Siliceous *BEA‐, MFI‐, and *MRE‐type zeolites have also been synthesized to obtain insights into the crystallization process. Charge‐balancing interactions between the inorganic cation, organic structure‐directing agent (OSDA), and Si−O− defects are found to be an essential aspect. We quantify this factor in terms of the “OSDA charge/silica ratio” of the as‐made zeolites and demonstrate that the DGC technique is broadly applicable and opens up new avenues for fluoride‐free siliceous zeolite synthesis. Fluoridfreie Synthesen für Silicium‐Zeolithe sind nach wie vor eine Herausforderung: Von 234 bekannten Zeolithgerüsten wurden weniger als 25 in reiner Siliciumform ohne Einsatz von Fluorid erhalten. Mithilfe einer Trockengel‐Umwandlung wurden zwei weitere derartige Gerüste fluoridfrei aufgebaut. Eine systematische Analyse gibt Einblicke in den Mechanismus der fluoridfreien Synthese von Silicium‐Zeolithen.
ISSN:0044-8249
1521-3757
DOI:10.1002/ange.201712684