沸石分子筛具有独特的孔道结构,强酸性,和氧化还原性能,是当前工业上最为重要的催化材料之一,已经被运用到越来越多的催化反应中。目前大部分沸石分子筛合成都沿用了经典的方法,即传统的水热合成。但是该路线使用了大量的水溶液,产生了大量废水,导致环境污染问题。另外,该路线相对较低的温度导致了合成时间较长,时间空间产率低(以下简称时空产率,space-time yields),这不利于工业生产沸石分子筛。最近发展的无溶剂合成法只需要将固体原料加入到研钵中进行混合研磨就可以进行固相晶化。由于该方法在合成过程中没有水溶剂的引入,无溶剂合成可以有效提高合成温度,突破常规水热合成在温度较高时有机模板剂分解的局限。首先,本研究论文成功地在200 ℃-240 ℃较高温度下实现了无溶剂合成分子筛,该方法使得分子筛的时空产率得到了大幅度的提升。以MFI为例,传统水热合成一般晶化时间从几小时到几天不等,而新方法可以在240 ℃温度下0.5小时就成功合成,时空产率高达每日11000kg/m3。进一步的,本研究论文尝试了以TMAdaOH为模板剂在160 ℃-240 ℃的高温条件下无溶剂合成高硅CHA分子筛(S-CHA)的方法,所合成的S-CHA分子筛具有高的时空产率(每日4738 kg/m3),良好的结晶度和高的硅铝比。有趣的是,与传统水热合成的CHA分子筛相比,高温合成的CHA分子筛在NH3-SCR催化反应中显示出很好的催化反应活性。本研究论文尝试用无溶剂的合成方法将含有Ce的Y转晶为Ce-CHA,并进一步制备出Cu/Ce-CHA。在180 ℃的温度下,该方法只需要3天就可以得到完美的晶型,是原来传统水热合成纯CHA的时间的一半。由于CHA只有八元环的孔道结构,所以无法通过后期交换将Ce交换进去。含有Ce的Y在固相晶化过程中会保留着Ce元素,并不会在离子交换过程中进入到溶液中,不会在后期处理中损失。因此,通过控制合成的Ce-Y中Ce的含量来调节最终产品Ce/Cu-CHA中Ce的含量,引入Ce之后的Ce/Cu-CHA在NH3-SCR反应中与常规Cu-CHA分子筛的活性保持一致。这对于之后掺入别的金属离子和应用具有一定启发作用。最后,本研究论文用二氯二甲基硅烷(DCDMS)作为开层剂将COK-5开层并进一步制备出具有甲基基团的微孔结构的分子筛COE-5。COE-5在焙烧后,则形成了具有羟基结构的calcined COE-5,它在甘油丙酮缩醛反应中比COK-5、ZSM-5和Beta有着更高的活性。类似的,采用二乙酰基二氯化锡作为开层剂,用相同的方法得到新结构的含锡的微孔分子筛Sn-COE-5。