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认识分子筛晶体的生长过程

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认识分子筛晶体的生长过程

发布日期:2018-08-01 作者: 点击:

    分子筛是近50年来在材料学和催化学科中有着深远影响的材料之一。虽然关于分子筛的描述已经有约250年的历史了,但近50年则是分子筛蓬勃发展的时期,至2013年已有超过两百种不同结构的分子筛被成功合成。而分子筛在催化、清洁等不同领域的应用影响着我们每一个人。


    虽然分子筛的结构表征已经可以达到非常精确的层面,但其生长过程和纳米尺度下的结构设计仍然有很多可供探讨的空间。最近,法国ENSICAEN催化和光谱化学实验室(LCS)的Valentin Valtchev研究团队通过氟处理分子筛反推了分子筛的生长机理,该工作发表在了Angew. Chem. Int. Ed.上,第一作者是Zhengxing Qin博士。


    在溶解商业和合成的MFI型分子筛的过程中,作者发现某些更加脆弱的部分率先溶解,比如颗粒界面或者连生晶体的边界(图二,a~c)。更加有意思的现象发生在接下来的溶解,与之前从外围溶解不同的是,分子筛从内部溶解出介孔,得到海绵型分子筛(图二,d)。值得注意的是,在长时间的溶解下,残余部分的分子筛仍保持很好的结晶度


    这种现象在其他多种分子筛中都有出现,但故事讲到这里仍然没有到达核心:这种现象背后的原理是什么?作者指出,从溶解孔的方向、大小都很均一的现象可以看出,这种溶解实际上源自分子筛大颗粒中有着确定边界的小晶粒的移除,这也就反推出分子筛的生长机理:1) 纳米尺寸的小颗粒的生成,2) 颗粒的堆积和聚合,3) 大尺寸的晶粒的生成(图四)。这是一条探究分子筛生长机理的重要线索。


本文网址:http://www.zbhaoyue.com/news/388.html

关键词:分子筛

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