纳米沸石具有很好的应用前景,人们对纳米沸石合成的关注与日俱增。这主要是由于纳米沸石具有如下两个突出优点:

(1)具有更大的外表面积,使更多的活性中心得到暴露,有效地消除扩散效应,而使催化剂效率得到充分发挥;

(2)具有更多的在外部的孔口,不易被沉积物堵塞,有利于延长反应运转周期,因此在提高催化剂利用率、增加大分子转化能力、减小深度反应、提高选择性以及降低结焦失活等方面均表现出优越性能。同时,纳米沸石在传感器、光敏材料、有色玻璃和陶瓷材料等领域也有很大的应用前景,其合成还用来研究沸石的晶化过程,可投入到难合成的体系中,促进沸石成核,加快反应速度,特别用于杂原子沸石的合成中。

小晶粒的沸石具有较小的粒径和较大的外比表面积,与常规尺度的沸石相比常表现出一些固有的特性。利用水热晶化法合成的分立纳米沸石单分散性较好,表现出典型的胶体特性,在适宜的pH条件下可稳定存在数周,甚至半年以上而不发生沉降,并且通过改变条件可使粒子间发生自组装,因而有可能被用来构筑多种多级有序结构的材料。

纳米沸石合成的影响因素与应用-国投盛世

分立的纳米沸石胶体单分散性好,表面电荷及硅羟基丰富,可作为纳米工程组装的理想构件基元,利用粒子间的静电、氢键或化学键间的相互作用,构筑各类有特殊结构和功能的材料。此外,还可以利用电泳沉积(EPD)方法在碳纤维上组装出均匀致密的纳米沸石膜,并通过焙烧获得空心沸石纤维。该方法可以在温和条件和较短时间内,以简单的手段控制沸石膜的结构和厚度,但所用基底必须具有导电性能。Cho等用有机酸对纳米TS -1沸石粒子表面进行疏水化修饰,利用范得华力在疏水性表面上组装成超薄沸石膜。Moermans等将纳米Silicalite -1沸石引入聚二甲基硅烷高聚物膜中制得复合膜,并在乙醇/水双组分体系中获得较高的通量及较好的分离效果。

纳米沸石合成的影响因素与应用-国投盛世

总之,纳米沸石作为一种新催化和功能材料,发展很快,各种新的合成方法不断涌现,对其理化特性的研究也逐渐深入。但纳米沸石合成成本高、稳定性差和难以操作等问题也制约了其应用。若能制备出单分散性好,稳定性高的纳米沸石,深入研究其催化和组装性能,那么纳米沸石必将在催化和材料领域具有广阔的应用和发展前景。