菱沸石(CHA)等小孔沸石是选择性分离CO₂的优良候选材料，但目前的合成方法涉及多个步骤，且使用有机结构导向剂(OSDA)，这无疑增加了成本和能源需求。

近日，法国诺曼底大学Svetlana Mintova，Philippe Boullay报道了在不使用OSDA的情况下，直接合成对环境友好的纳米CHA沸石(Si/Al=2)。即在仅含无机阳离子(Na⁺、K⁺和Cs⁺)的胶体悬浮液中直接合成具有CHA型骨架结构的小孔沸石晶体(铝硅酸盐)。特别地，Cs+被用作CH₄选择性吸附CO₂的主阳离子。

文章要点

1）通过三维电子衍射(3D ED)揭示了CO₂分子在主体结构中的位置。

2）除了孔可及性和吸附动力学的改善外，纳米CHA沸石还表现出较高的CO₂吸附能力(在121 kPa下为3.8 mmol/g)。此外，Cs⁺离子提高了CHA结构的稳定性，在高温处理和多循环CO₂吸附实验中表现出可回收性。

3）CHA沸石(Si/Al=2)具有近乎完美的CO₂储存容量(8 CO₂)和高选择性(无CH₄吸附)。

这种对环境无害的CHA纳米晶体的合成方法比目前公开文献中报道的其他方法更节能、更实惠。同时，纳米CHA沸石在工业应用中具有潜在的可扩展性，在CO₂捕获和CO₂/CH₄分离方面是一种非常有前途的材料。

Maxime Debost, et al, Synthesis of discrete CHA zeolite nanocrystals without organic templates for selective CO₂ capture, Angew. Chem. Int. Ed.

DOI：10.1002/anie.202009397

https://doi.org/10.1002/anie.202009397