沸石分子篩由于具有比表面積大、水熱穩(wěn)定性高、微孔豐富均一、表面性質(zhì)可調(diào)等性能,被廣泛地用作催化劑、吸附劑、離子交換劑和新型功能材料。通常來說,工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)使用的沸石晶粒是幾微米到十幾微米不等,由于其孔道狹窄,因此呈現(xiàn)出巨大的擴(kuò)散阻力,難以滿足工業(yè)需求。而如果制成小晶粒的沸石能夠具有較大的外比表面基與較高的晶內(nèi)擴(kuò)散速率,提高大分子的轉(zhuǎn)化能力,因此依托于納米工程,能夠合稱為一種多級(jí)有序結(jié)構(gòu)的催化及功能材料,并且優(yōu)化沸石晶化過程。
一般來說,納米沸石是通過水熱晶化法實(shí)現(xiàn)合成工藝的,通常分成兩大類:
一類是以分立的膠體粒子形式分散于溶劑中;形成沸石溶膠;它們主要在較低的晶化溫度下合成;
另一類則以納米沸石的聚集體形式存在;其晶化溫度相對(duì)較高。由于納米粒子表面的荷電性質(zhì),使得粒子之間互相排斥,使之穩(wěn)定存在。另一方面,由于納米粒子具有很大的表面能,在一定條件下使得粒子之間又具有很大的自聚集趨勢(shì)。當(dāng)粒子間的排斥力大于吸引力時(shí),納米粒子可以以穩(wěn)定的溶膠形式存在,反之則比較容易發(fā)生聚沉或絮凝。
沸石納米化后,由于外表面增大、表面能增高、孔道縮短、外露孔口增多以及外表面酸位數(shù)量增加,使其擁有了一系列特殊的優(yōu)異性能,如今在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。由于其具有強(qiáng)烈的聚集特性,因此難以大規(guī)模的作為催化劑,通常將小晶粒的沸石催化劑促進(jìn)石腦油、煤油的生產(chǎn)工藝中,促進(jìn)其含量提高。在加氫裂化中,小晶粒沸石可使轉(zhuǎn)化率提高25%以上。另外,在無機(jī)膜制備方面,納米沸石由于孔徑分布均勻,成膜性能好,因此加入到硅橡膠基質(zhì)中,能夠有助于醇水分離。再次,納米沸石能夠作為電流變液材料中的固體分散劑,確保其含量在40%以上,提高其整體工藝性能。
總之,納米沸石的合成技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中,但是其影響因素也較多,因此還需要再繼續(xù)深入研究其合成工藝影響,考察多種參數(shù)的影響,優(yōu)化其合成參數(shù),從而為現(xiàn)代納米沸石工業(yè)化生產(chǎn)夯實(shí)基礎(chǔ)。