采用表面活性劑組裝沸石晶種的方法,研究了不同濃度的非離子表面活性劑P123對組裝的納米Silicalite-1沸石晶粒的形貌和性質的影響。實驗發(fā)現(xiàn),在稀溶液體系中P123組裝的沸石顆粒既在低角區(qū)呈現(xiàn)出介孔材料的特性,又在高角區(qū)表現(xiàn)出沸石的結構特征;TEM證實納米粒子間存在無序的蠕蟲狀介孔孔道。
近年來,在沸石晶內(nèi)或粒間含有三維交叉連接介孔的多級孔材料因在擴散、催化活性、擇形性和反應壽命上有很大的改善而受到廣泛關注。迄今為止,已有許多制備多級孔沸石的合成方法見諸報道,例如,非模板劑法(后處理脫硅、脫鋁和脫鈦)、硬模板法和雙模板組裝法等。其中,利用沸石納米簇在表面活性劑膠束導向下自組裝形成的復合材料結合了微孔沸石與介孔材料的優(yōu)點,同時具有較高的酸強度和較大的孔徑,因此在大分子的催化反應中具有明顯的優(yōu)勢。
Pinnavaia等與肖豐收等利用Faujasite沸石、ZSM-5沸石、β沸石晶種溶液或L沸石初級和二級基本結構單元的硅鋁納米簇在堿性條件下與CTAB膠束成功自組裝,制備出具有六方介孔結構的MSU-S,MAS-5,MAS-3和HMB復合材料。肖豐收等還在酸性條件下分別利用ZSM-5導向劑、β沸石導向劑、L沸石導向劑、TS-1納米粒子與P123三嵌段高分子共聚物自組裝制備出六方介孔結構的分子篩材料MAS-9,MAS-8,MAS-7和MTS-9。但上述方法所得的材料均為介孔材料,這類材料的孔壁中只是引入了沸石的初級和次級結構單元,孔壁并未完全晶化,其穩(wěn)定性和酸性還有待進一步提高,并且這些研究主要集中在濃溶液體系下的表面活性劑的組裝,而對于稀溶液體系下的組裝至今尚未見報道。近來,有報道使用聚苯乙烯球或者尿醛聚合物作為模板,沸石納米粒子作為“組裝單元”,制得了沸石堆積的微球,但所得微球的大小受限于聚苯乙烯球的大小。
采用傳統(tǒng)表面活性劑組裝沸石晶種的方法,研究了在不同P123非離子表面活性劑濃度下組裝的納米Silicalite-1沸石聚集體,得到了與文獻報道形貌和結構不同的微孔-介孔雙孔道體系的沸石晶體材料。在稀體系下利用P123組裝得到的沸石顆粒既在低角區(qū)呈現(xiàn)出介孔材料的特性,又在高角區(qū)表現(xiàn)出了沸石的結構特征;TEM證實無序的蠕蟲狀介孔主要存在于Silicalite-1納米粒子之間。