以天然植物為模板制備silicalite-1中空纖維和中空微球.pdf

1、具有中空結(jié)構(gòu)的沸石分子篩材料，如中空沸石纖維和微球，因其特殊的中空結(jié)構(gòu)和沸石分子篩特有的分子篩分、吸附和催化等性能，使這種中空材料在膜分離、微通道反應(yīng)器、化學(xué)傳感器、光電伏打電池、控制釋放膠囊、人造細(xì)胞、擇形催化和吸附等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。中空沸石纖維和微球的制備通常采用模板法，即以碳纖維或聚苯乙烯微球等為模板，先通過層疊層技術(shù)（Layer-by-Layer）在模板表面吸附沸石晶種，然后通過水熱合成得到沸石/模板復(fù)合纖維或微球，最后

2、通過高溫焙燒去除模板，得到具有中空結(jié)構(gòu)的沸石中空纖維或微球，該法采用的模板較為昂貴，且需要復(fù)雜的表面改性以實(shí)施層疊層技術(shù)。本文采用多種常見的植物纖維和花粉微球做模板，通過重復(fù)的水熱合成，制備了沸石中空纖維和微球，并采用XRD、SEM、TG-DSC和BET比表面積等手段對(duì)得到的樣品進(jìn)行表征。 首先，采用日常生活使用的棉線為模板，以自然松弛的狀態(tài)，通過多次水熱合成和高溫焙燒，可以制備出完全復(fù)制模板形貌的束狀silicalite-1沸

3、石中空纖維。在此基礎(chǔ)上，增加水熱合成次數(shù)，使沸石填滿束狀中空纖維之間的孔隙，可制成孔道直徑約13 μm的蜂窩狀silicalite-1中空纖維。通過拉緊棉線使組成棉線的纖維之間孔隙減小，可以制備出內(nèi)孔徑約56 μm的單根silicalite-1中空纖維。同時(shí)，拉緊棉線，并使其緊密排列，可以制備出尺寸在800 μm×3 cm左右的silicalite-1中空獨(dú)石結(jié)構(gòu)。 其次，以棕櫚絲為模板，可以制備出內(nèi)徑約220 μm的單根si

4、liclaite-1中空纖維。同時(shí)，通過將棕櫚絲捆綁成束的方法，可以制備出蜂窩狀silicalite-1沸石材料。此材料具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，從兩米的高度自由落下仍保持完整。將棕櫚絲塞滿蜂窩陶瓷的孔道，可以制備出silicalite-1蜂窩結(jié)構(gòu)/蜂窩陶瓷復(fù)合材料。通過這種方法，陶瓷上沸石負(fù)載量可達(dá)到117 g silicalite-1/100 g陶瓷。同時(shí)，用超聲震蕩的方法，考察了超聲溫度和超聲頻率分別為36 oC和50 Hz的情況下、超

5、聲時(shí)間對(duì)silicalite-1蜂窩結(jié)構(gòu)/蜂窩陶瓷強(qiáng)度的影響。結(jié)果顯示在超聲400 min內(nèi)，silicalite-1蜂窩結(jié)構(gòu)/蜂窩陶瓷都可保持完整，表明該復(fù)合材料具有較高的強(qiáng)度。此外，按各種方式將棕櫚絲纏繞于蜂窩陶瓷的孔中，可以制備各種形式（如相互平行和相互交叉的）負(fù)載在蜂窩陶瓷上的silicalite-1微通道。 最后，以油菜花粉為模板，制備了納米silicalite-1中空微球。SEM表征結(jié)果顯示，在180 oC時(shí)靜止晶