Chem-Asian. J. :單模微波輻射在溫和條件下有效促進b-軸取向MFI沸石分子篩膜面內生長與欒晶抑制

2021-02-22 AdvancedScienceNews
大連理工大學劉毅教授課題組首次將單模微波輻射應用於b-軸取向MFI晶種層外延生長，在不高於100℃的溫和反應條件下製備出連生性好、無孿晶且高度b-軸取向的MFI沸石分子篩膜，使得在敞口環境中簡便、高效製備高質量b-軸取向MFI分子篩膜成為現實。MFI沸石分子篩膜因其在分離、催化、傳感和防腐等研究領域的潛在應用價值引起了廣泛關注，而b-軸取向MFI沸石分子篩膜由於能夠同時降低客體分子擴散傳質阻力與晶間界處缺陷數目，一直以來都是分子篩膜研究的熱點。為滿足實際工業生產需求，我們期望在溫和的反應條件下，在敞口環境中簡便、高效製備連生性好、無孿晶且高度b-軸取向的MFI分子篩膜。然而若採用常規分子篩膜製備工藝，在接近100℃的反應溫度條件下，很難保證MFI分子篩膜在保持良好連生性的同時亦能有效抑制膜表面欒晶的大量生成。
為解決上述難題，大連理工大學劉毅教授課題組首次將單模微波加熱技術應用於製備沸石膜，以期利用單模微波反應器微波輻射強度高與均勻性佳的顯著特點，優化b-軸取向MFI沸石分子篩膜的製備工藝。在該項工作中，研究者首先對載體進行聚乙烯醇（PVA）預修飾並通過手動塗布得到高質量b-軸取向MFI晶種單層。隨後採用單模微波加熱工藝進行了b-軸取向MFI晶種層的外延生長。實驗結果表明，採用單模微波加熱，在100℃反應條件下2小時內即可製得連生性好、無孿晶且高度b-軸取向的MFI沸石分子篩膜，使得高質量b-軸取MFI分子篩膜有望在敞口環境中進行。離子篩分測試表明製得的MFI沸石分子篩膜具有優異的離子篩分特性。上述研究成果為簡便、高效調控分子篩膜微觀結構提供了新思路。

相關結果發表在Chemistry - An Asian Journal (DOI: 10.1002/asia.202000111)上，文章第一作者為大連理工大學博士研究生劉益

原文連結：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/asia.202000111

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