沸石Beta分子筛膜的合成与表征及其性质研究

【摘要】： 本论文从合成入手,以大孔Beta分子筛膜为研究对象,分别采用不同合成体系,考察了合成条件对Beta分子筛膜的形貌和取向的影响,研究了Beta分子筛膜的生长机理,同时对部分分子筛膜进行液体分离和光学材料组装的性能测试。 第一章为绪论,概述了沸石分子筛的结构、发展及应用,简单介绍了几种特殊沸石分子筛研究现状以及其应用前景,并且进一步介绍了沸石分子筛膜研究进展及其应用前景。 在第二章中,利用二次生长法在多种载体(不锈钢金属网,单晶硅片,玻璃片,不锈钢金属片,陶瓷片)上制备了连续、平整的(h0l)取向的纯硅Beta分子筛膜。通过对合成条件的改变,进一步研究了(h0l)取向纯硅Beta分子筛膜的生长机理,为传统二次生长法的生长机理研究提供了重要的信息。通过对不锈钢金属网为载体单组分渗透汽化和双组分液体分离性质的研究,证明了该膜结构完整,在膜反应器上有较好的应用前景。 在第三章中,制备了(00l)取向和无取向的纯硅Beta分子筛膜,并且对其生长机理做了进一步的研究,这一研究又丰富了Beta分子筛膜的生长机理。 在第四章中,采用了更均一的反应体系,制备了以单晶硅片为载体的纯硅Beta分子筛膜,这也是迄今为止报道的最薄,最连续,反应时间最短的纯硅Beta分子筛膜。通过对纯硅Beta分子筛膜进行介电和机械性质的研究,我们了解到该分子筛膜具有较低的介电常数和较高的机械性质,并在微电子方面有潜在的应用。 在第五章中,我们利用二次生长法进一步合成了ITQ-16、ITQ-17含Ge的分子筛膜,并且采用后组装的方法将激光染料香豆素-151组装入ITQ-17分子筛膜中,并测试其光学性质。以这种微米级的晶体膜作为微激光器的主体,在提高微激光器的发射效率的同时也使其具有大面积的可操作性,以满足实际应用的需要。 本论文详细的阐述了上述分子筛膜的合成方法,并对其进行化学表征,详细的讨论了分子筛膜的生长机理,为设计合成具有功能型分子筛膜的研究奠定了基础,为沸石科学的发展做出了积极的贡献。