宋　宇，唐雨薇，董　卉，楊　威

(大連工業(yè)大學 紡織與材料學院，遼寧 大連 116034)

微波輔助合成AFI型分子篩的形貌控制研究進展

宋宇，唐雨薇，董卉，楊威

(大連工業(yè)大學 紡織與材料學院，遼寧 大連 116034)

摘要：AFI型分子篩是無機微孔材料家族中重要的一員，由于其具有較好的選擇性能和結(jié)構(gòu)的多樣化，在催化性能和吸附分離等方面具有良好的應(yīng)用前景。大量的研究表明分子篩的各種性能與分子篩的尺寸和形貌有著直接的聯(lián)系，同時直接影響到其實際應(yīng)用效果。微波合成法具有升溫速度快、加熱均勻、產(chǎn)物粒度分布窄，以及相選擇性、節(jié)能和環(huán)保等特點，因此將微波合成法引入到研究無機微孔化合物形貌的研究中，將對無機微孔材料的發(fā)展起到積極地推動作用。本課題組一直從事與分子篩相關(guān)的研究工作，近期在微波輻射條件下，通過改變合成條件成功制備出不同形貌的AFI型分子篩。詳細闡述了AlPO4-5、SAPO-5、CoAPO-5、FeAPO-5、MnAPO-5、CuAPO-5和MgAPO-5合成條件的改變對產(chǎn)物形貌的影響。

關(guān)鍵詞：分子篩；微波合成；形貌控制；微孔化合物

1前言

微波加熱技術(shù)是一種新的加熱或者將能量引入體系的方法。事實上微波本身只是一種能量，其自身無法產(chǎn)生熱，只有通過一定的介質(zhì)才能將這種能量轉(zhuǎn)化為熱量。當微波作用到介質(zhì)上時，產(chǎn)生4方面的極化現(xiàn)象，其中偶極轉(zhuǎn)向方面的極化現(xiàn)象對物質(zhì)的加熱起主要作用。并且，這種能量對介質(zhì)作用的大小主要取決于介質(zhì)本身的性質(zhì)。在化學領(lǐng)域，很多材料都可以用作吸收微波的介質(zhì)，因此微波加熱技術(shù)被引入到化學反應(yīng)這一領(lǐng)域之中[1-5]。

20世紀80年代，化學合成領(lǐng)域?qū)ξ⒉夹g(shù)的引入，使許多無機、有機反應(yīng)在微波輻射條件下極大地提高了反應(yīng)速率。1990年， Chu P等首次將微波合成法引入到分子篩的合成中，大幅度縮短了沸石的形成周期。之后人們又采用微波法合成出其他多種類型的分子篩，如A型、X型、Y型、ZSM-5型、AlPO4-5大單晶及納米微粒[6-10]。2007年，陳亞芍等[11]以二異丙胺作為模版劑在微波輻射條件下成功合成出聚合球狀、塊狀和棒狀等不同形貌的AlPO4-11分子篩。他們研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)整晶化時間和HF的用量，能夠控制AlPO4-11分子篩的形貌。徐如人等[12]在微波輻射條件下，采用乙二醇、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇和三縮四乙二醇等作為溶劑成功的合成出了尺寸、形貌和長徑比可控的Si-MFI分子篩。于吉紅等[13]在微波輔助加熱條件下，成功的合成出顆粒堆疊成纖維狀形貌的Silicalite-1分子篩。實驗發(fā)現(xiàn)，制備出的“纖維”結(jié)構(gòu)經(jīng)過長時間的強超聲波震蕩都不會被破壞，表明這種“纖維”結(jié)構(gòu)中的每個單獨的晶體之間形成了化學鍵。該課題組通過聚乙二醇為共溶劑的辦法，實現(xiàn)了金屬取代磷酸鋁分子篩(Me-AFI)形貌的有效控制[14-15]。研究人員也常常將微波合成法與其他方法結(jié)合。2008年嚴玉山等[16]將微波合成法與離子熱合成法結(jié)合起來，合成出具有取向性的AEL膜，用作抗腐蝕涂層。2011年，嚴玉山等[17]又報道了一種在敞口容器中合成MFI膜的方法。他們將微波合成，離子熱合成以及干凝膠合成法結(jié)合到一起，開發(fā)了一種快速、安全，而且適用于工業(yè)化生產(chǎn)的新型的合成方法。此外，在分子篩材料的離子交換反應(yīng)和改良、修飾方面，微波輔助合成均得到了廣泛的應(yīng)用。早期人們用來進行微波反應(yīng)的傳統(tǒng)微波爐已經(jīng)遠遠不能滿足研究人員的需要，現(xiàn)階段進行微波合成的儀器已發(fā)展為反應(yīng)時間、溫度以及功率可控的專業(yè)化的微波工作站。

AFI型分子篩是無機微孔材料家族中重要的一員，由于其具有較好的選擇性能和結(jié)構(gòu)的多樣化，在催化性能和吸附分離等方面具有良好的應(yīng)用前景。本課題組通過大量的研究表明在微波條件下[18-22]，可以通過改變反應(yīng)條件從而控制產(chǎn)物的最終形貌。

2實驗與結(jié)果討論

2.1AlPO4-5分子篩的形貌控制研究

本實驗過程中所使用的微波工作站是由上海新儀微波化學科技有限公司生產(chǎn)的MDS-6型自動變頻微波消解/萃取儀。該微波工作站采用鉑電阻溫度控制系統(tǒng)，可以實時顯示和控制反應(yīng)罐內(nèi)的溫度，其控制范圍為0～250 ℃，控制溫度精度為±1 ℃；采用非接觸式電感調(diào)頻壓力測控，可以實時顯示和控制反應(yīng)罐內(nèi)的壓力，可使用的最大輸出功率1 000 W，在400，600，800，1 000 W 4個功率參數(shù)上可調(diào)。

在10 mL去離子水中加入1 g異丙醇鋁，攪拌至異丙醇鋁完全溶解。向混合溶液中加入磷酸0.33 mL攪拌30 min。然后加入三乙胺0.24 mL，繼續(xù)攪拌30 min，最后加入氫氟酸0.05 mL，室溫攪拌2 h。體系的摩爾組成為Al2O3∶P2O5∶TEA∶HF∶H2O = 1∶1∶0.7∶0.5∶225。將反應(yīng)混合物置于70 mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，放入微波工作站進行反應(yīng)，微波輻射條件下5 min內(nèi)加熱至所需溫度，180 ℃(除研究晶化時間外)，所使用的功率為800 W(除研究功率影響因素外)，在該溫度下晶化30 min(除研究晶化時間影響因素外)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，產(chǎn)物經(jīng)去離子水洗滌后在室溫干燥12 h。

2.1.1晶化時間對產(chǎn)物形貌的影響

對產(chǎn)物進行XRD表征分析(見圖1)，樣品用瑪瑙研缽仔細研磨，壓片，在室溫下采用XRD-6100型X射線衍射儀收集衍射數(shù)據(jù)，其結(jié)果均與AlPO4-5的標準譜圖較好的吻合，說明目標產(chǎn)物的純度比較高。

圖1　不同晶化時間下AlPO4-5分子篩的XRD譜圖Fig.1　XRD patterns of AlPO4-5 molecular sieves under different crystallization time

SEM表征結(jié)果(見圖2)顯示微波輻射15 min時，產(chǎn)物主要為聚晶和不規(guī)則晶體，但開始有棱柱狀晶體產(chǎn)生，晶化不完全。30 min時，體系中主要為棱柱狀晶體，長徑比較一致，均勻性較好。45 min時，產(chǎn)物以棱柱狀晶體為主，但晶體長徑比不同，均勻性變差。60 min時，除棱柱狀晶體外，還可以明顯觀察到六邊形微晶產(chǎn)物。90 min時，棱柱狀晶體及六邊形微晶長大，部分晶體生長成為雜相。120 min時，有長徑比很大的棱柱狀晶體產(chǎn)生，雜相增多。

圖2　不同微波輻射時間下AlPO4-5分子篩的SEM照片：(a) 15 min， (b) 30 min，(c) 45 min， (d) 60 min，(e) 90 min， (f) 120 minFig.2　SEM images of AlPO4-5 molecular sieves different microwave radiation time: (a) 15 min, (b) 30 min, (c) 45 min, (d) 60 min, (e) 90 min,and (f) 120 min

結(jié)果分析表明，隨著微波輻射時間的增加，晶體的純度和粒徑分布發(fā)生變化，微波輻射30 min能夠合成出純度高、粒徑分布均勻的AlPO4-5分子篩。之后，延長微波輻射時間，主要促進了晶體生長，最先成核的晶體不斷累積生長，在晶化末期可以觀察到長徑比較大的晶體，但由于反應(yīng)物不斷消耗，合成晶體均勻性變差。

2.1.2微波輻射溫度對產(chǎn)物形貌的影響

關(guān)于微波輻射溫度對AlPO4-5分子篩合成的影響，作者課題組考察了160，170，180和190 ℃的溫度條件下分子篩的合成情況(圖3)。微波輻射溫度為160 ℃時，產(chǎn)物晶化不完全，有少量棱柱狀晶體產(chǎn)生。170 ℃和180 ℃時，產(chǎn)物為棱柱狀晶體，但由于在合成溫度范圍內(nèi)，高溫有助于成核，所以180 ℃時晶體均勻性更好。微波輻射溫度為190 ℃時，棱柱狀晶體較少，高溫下，晶體成核與生長都加快，不利于生長完美的單晶。實驗結(jié)果表明，微波輻射溫度對合成AlPO4-5分子篩有很大影響，所以控制微波輻射溫度對于晶體合成非常關(guān)鍵。

2.1.3功率對產(chǎn)物形貌的影響

關(guān)于微波輻射功率對AlPO4-5分子篩合成的影響，作者課題組考察了微波輻射功率為400，600，800，和1 000 W條件下分子篩的合成情況。圖4為不同微波輻射功率下AlPO4-分子篩的SEM照片。微波輻射功率在800 W以內(nèi)時，產(chǎn)物以棱柱狀晶體為主。400 W時，產(chǎn)物除棱柱狀晶體外，還有少量雜相產(chǎn)生，相比之下在600 W時，產(chǎn)生的雜相減少。800 W條件下，合成棱柱狀晶體最為均勻，晶型最好。而當微波功率為1 000 W時，產(chǎn)物晶體聚集在一起，并有不規(guī)則晶體生成。綜上所述，微波功率對AlPO4-5分子篩的合成有影響，應(yīng)控制功率在800 W對合成晶體較為有利。

2.1.4氫氟酸(HF)對產(chǎn)物形貌的影響

在該AlPO4-5分子篩的形成體系中，HF對分子篩的形成起了至關(guān)重要的作用。

圖5為不同HF條件下得到的SEM照片。當體系中沒有HF加入時，產(chǎn)物多為不規(guī)則球狀，有少數(shù)聚集，見圖5a。加入極少量HF后，產(chǎn)物晶體以中心點向四周生長形成球狀聚晶，見圖5b所示。增加HF量為0.025 mL時，產(chǎn)物為球狀聚晶，與上述極少量HF加入時合成的產(chǎn)物形貌一致，但尺寸變大，可以看出，球狀聚晶是由棱柱狀晶體交叉聚集形成，如圖5c所示。加入0.05 mL氫氟酸時，得到分散的規(guī)則棱柱狀晶體，見圖5d所示。繼續(xù)增加HF量為原配比的2倍和3倍，產(chǎn)物均為棱柱狀晶體，形貌未發(fā)生改變。這是由于采用氟離子路線制備磷酸鋁分子篩，F(xiàn)與Al和P配位形成AlF63-和PF6-，AlF63-和PF6-經(jīng)水解釋放Al及P為晶體的形成提供原料，適當濃度的HF可以促進AlPO4-5晶體的形成。但是，當HF的濃度很小時，晶體交叉聚集形成球狀聚晶，生長受到抑制，如果晶體尺寸較小，形貌為球狀。

圖3　不同微波輻射溫度下AlPO4-5分子篩的SEM照片：(a) 160 ℃，(b) 170 ℃，(c) 180 ℃，(d) 190 ℃Fig.3　SEM images of AlPO4-5 molecular sieves under different crystallization temperatures：(a) 160 ℃, (b) 170 ℃, (c) 180 ℃, and (d) 190 ℃

圖4　不同微波輻射功率下AlPO4-5分子篩的SEM照片：(a) 400 W，(b) 600 W，(c) 800 W，(d) 1 000 WFig.4　SEM images of AlPO4-5 molecular sieves under different microwave radiation power: (a) 400 W, (b) 600 W, (c) 800 W, and (d) 1 000 W

2.1.5溶劑對產(chǎn)物的影響

圖6是在乙二醇和水的混合體系中，不同EG / H2O體積比下AlPO4-5晶體的SEM照片。當EG / H2O的體積比為9∶1時，產(chǎn)物為兩端尖狀的棱柱狀晶體，晶體不均勻，見圖6a所示。當EG / H2O的體積比減小為4∶1時，產(chǎn)物為兩端較尖的棱柱狀晶體，但尖端出現(xiàn)平面，且長徑比較小，見圖6b所示。繼續(xù)減小EG / H2O的體積比至3∶2時，晶體兩端尖端變平，長徑比保持不變,見圖6c所示(與EG / H2O體積比為2∶3情況一致)。當EG / H2O的體積比為1∶9時，產(chǎn)物為長徑比較大的棱柱狀晶體，且兩端為平面，見圖6d所示(與EG / H2O體積比為4∶1情況一致)。

由此可見，隨著體系中EG含量的減小，溶劑極性增大，晶體尖端變平，長徑比增大，在生長過程中尖端生長較快，EG含量減小到一定程度后，尖端生長程度降低，繼續(xù)減小EG含量，晶體長徑比增加，說明EG的加入其實能夠抑制晶體的尖端生長。

2.2SAPO-5分子篩的形貌控制研究

在10 mL去離子水中加入1 g異丙醇鋁，攪拌至異丙醇鋁完全分散均勻。向混合溶液中加入磷酸0.33 mL攪拌30 min。然后加入三乙胺0.24 mL，繼續(xù)攪拌30 min，加正硅酸乙酯0.335 mL攪拌30 min，最后加入氫氟酸0.05 mL，室溫攪拌2 h。體系的摩爾組成為n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(TEA)∶n(SiO2)∶n(HF)∶n(H2O) = 1∶1∶0.7∶0.6∶0.5∶225。將反應(yīng)混合物置于70 mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，微波輻射條件下5 min內(nèi)加熱至180 ℃(功率為800 W)，在該溫度下晶化30 min。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，產(chǎn)物經(jīng)去離子水在超聲波清洗器中洗滌，過濾后，滴加幾滴無水乙醇，室溫風干得到白色晶體。

2.2.1n(Al2O3) / n(SiO2)對產(chǎn)物形貌的影響

圖7是不同n(Al2O3) /n(SiO2)條件下合成的SAPO-5分子篩的SEM照片。結(jié)果表明不同n(Al2O3) /n(SiO2)對產(chǎn)物的尺寸及形貌有較大的影響。圖7a為未加硅源條件下合成的AlPO4-5分子篩，長徑比較大。而n(Al2O3) /n(SiO2) = 1∶0.3時，得到晶體的長徑比為2∶1，六棱柱直徑15 μm左右，如圖7b所示；與n(Al2O3) /n(SiO2) = 1∶0.6的體系(圖7c)相比較，當n(Al2O3) /n(SiO2) = 1∶0.9時，晶體的長徑比為2∶1，六棱柱直徑為20 μm左右(圖7d)。由此可見，六棱柱晶體的尺寸與長徑比會隨著n(Al2O3) /n(SiO2)的不同而改變，n(Al2O3) /n(SiO2)在一定范圍內(nèi)SAPO-5分子篩的生成遵循硅取代機理，即首先生成AlPO4-5分子篩，硅原子再通過取代單個骨架磷原子，或兩個硅原子同時取代一對磷鋁原子的方式進入分子篩骨架，并且六棱柱晶體的長徑比隨著Si的增加而減?。坏擲i的增加量使硅取代飽和時，繼續(xù)增加硅會抑制取代反應(yīng)，使六棱柱晶體長徑比增加。

樣品的ICP分析結(jié)果表明，當n(Al2O3) /n(SiO2) = 1∶0.3時，分子篩中含有：Si，4.25%(質(zhì)量百分數(shù)，下同)；Al，16.5%；P，20.6%。當n(Al2O3) /n(SiO2) = 1∶0.6時，分子篩中含有：Si，5.35%；Al，16.5%；P，19.7%。當n(Al2O3)/n(SiO2)=1∶0.9時，分子篩中含有：Si，5.4%；Al，16.1%；P，19.0%。由化學分析結(jié)果結(jié)合XRD譜圖分析可得，隨著Si含量的增加，合成SAPO-5分子篩中形貌的變化與Si取代P原子的增加而改變，證明了Si原子是通過取代單個骨架磷原子的方式進入分子篩骨架，并對SAPO-5分子篩的形貌產(chǎn)生影響。

2.2.2氫氟酸(HF)對產(chǎn)物形貌的影響

在反應(yīng)混合物的摩爾組成為n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(TEA)∶n(SiO2)∶n(H2O) = 1∶1∶0.7 ∶ 0.6∶225，反應(yīng)溫度180 ℃，功率800 W，晶化30 min的體系下，通過添加不同量的HF考察了體系中HF用量對產(chǎn)物形貌和尺寸的影響。實驗結(jié)果表明，當加HF量小于0.05 mL的條件下，所得到的產(chǎn)物隨著HF量的增加而分散性變好，晶形缺陷變少，無氟離子時，模版劑的正電荷多由骨架缺陷造成的負電荷來平衡(圖8a)，而HF量在一定范圍內(nèi)時，氟離子可以平衡模版劑的正電荷，使所合成的分子篩晶體均勻性變好，晶形更加完美(圖8b～c)；當體系中過量HF的存在不利于SAPO-5分子篩成核，這是因為過量的HF使晶化環(huán)境變成不利于分子篩合成的酸性環(huán)境，抑制成核(圖8d)。

圖7　不同n(Al2O3) / n(SiO2)條件下合成的SAPO-5分子篩的SEM照片：(a) 未加硅源，(b) n(Al2O3) / n(SiO2) = 1∶0.3，(c) n(Al2O3) / n(SiO2) = 1∶0.6，(d) n(Al2O3) / n(SiO2)=1∶0.9Fig.7　SEM images of SAPO-5 molecular sieves under different n(Al2O3) / n(SiO2) ratios: (a) without silicon source, (b) n(Al2O3) / n(SiO2) = 1∶0.3, (c) n(Al2O3) / n(SiO2) = 1∶0.6, and (d) n(Al2O3) / n(SiO2)=1∶0.9

圖8　不同HF用量條件下合成的SAPO-5分子篩的SEM照片：(a) 0 mL，(b) 0.025 mL，(c) 0.05 mL，(d) 0.1 mLFig.8　SEM images of SAPO-5 molecular sieves under different HF conditions: (a) without, (b) 0.025 mL, (c) 0.05 mL, and (d) 0.1 mL

2.3金屬取代MeAPO-5的合成條件對形貌控制研究

2.3.1過渡金屬取代MeAPO-5的合成條件對形貌控制研究

將5 mL去離子水與5 mL聚乙二醇混合，加入1 g異丙醇鋁，攪拌至異丙醇鋁完全分散均勻。向混合溶液中加入磷酸0.33 mL攪拌30 min。然后加入三乙胺0.24 mL，繼續(xù)攪拌30 min，最后加入一定量含有金屬離子的化合物，室溫攪拌2 h。體系的摩爾組成為n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(TEA)∶n(Mex+) :n(H2O) = 1∶1∶0.7∶0.1∶112.5(pEG與H2O的體積比為1∶1)。將反應(yīng)混合物置于70 mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，微波輻射條件下5 min內(nèi)加熱至180 ℃(功率為800 W)，在該溫度下晶化60 min。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，產(chǎn)物經(jīng)去離子水在超聲波清洗器中洗滌，過濾后，滴加幾滴無水乙醇，室溫風干得到不同顏色粉末狀晶體。

圖9　Co，F(xiàn)e，Mn，Cu取代AFI型分子篩的XRD譜圖Fig.9　XRD patterns of AFI type molecular sieves substituted by Co, Fe, Mn, Cu

圖9為Co，F(xiàn)e，Mn，Cu取代AFI型分子篩的XRD譜圖。對XRD圖譜分析可知，所合成的分子篩為純相AFI型分子篩。對樣品進行ICP分析，結(jié)果表明，CoAPO-5中含有：Co，0.876 %；Al，16.0 %；P，19.9 %。FeAPO-5中含有：Fe，0.678%；Al，16.4%；P，20.0%。MnAPO-5中含有：Mn，1.81%；Al，20.5%；P，25.4%。CuAPO-5中含有：Cu，0.345%；Al，16.9%；P，19.1%。由化學分析結(jié)果結(jié)合XRD譜圖分析以及實驗配比分析可得，在體系的摩爾組成為n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(TEA)∶n(Mex+) :n(H2O) = 1∶1∶0.7∶0.1∶112.5(pEG與H2O的體積比為1∶1)的條件下，能夠利用微波合成法制備過渡金屬取代AFI型分子篩。

圖10是不同過渡金屬取代AFI型分子篩的SEM照片。結(jié)果表明，CoAPO-5分子篩為長徑比適中的均勻棱六柱狀晶體，見圖10a，合成晶體呈藍色；FeAPO-5分子篩為長徑比較大的六棱柱狀晶體，見圖10b，合成晶體呈淡黃色；MnAPO-5分子篩為長徑比較大且不均勻的六棱柱狀晶體，見圖10c；CuAPO-5分子篩為聚集狀晶體，可看作棒狀和棱柱狀晶體穿插而成，見圖10d，合成晶體呈淡綠色?？梢钥闯觯铣煞肿雍Y與AFI型分子篩六棱柱形貌大體一致，在六棱柱c軸方向上的生長與晶體的聚集狀態(tài)上，不同過渡金屬取代的分子篩晶體有所差異。

圖10　過渡金屬取代AFI型分子篩的SEM照片：(a) CoAPO-5，(b) FeAPO-5，(c) MnAPO-5，(d) CuAPO-5Fig.10　SEM images of AFI type molecular sieves substituted by transition metals: (a) CoAPO-5, (b) FeAPO-5, (c) MnAPO-5, and (d) CuAPO-5

2.3.2過渡金屬取代MgAPO-5的合成條件對形貌控制研究

體系中沒有聚乙二醇的加入，以異丙醇鋁為鋁源，磷酸為磷源，三乙胺為模板劑，最后加入硝酸鎂作為引入取代金屬的化合物。MgAPO-5分子篩的合成對n(Al2O3) / n(MgO)的范圍有較高要求，只有在n(Al2O3) /n(MgO) = 1∶0.8的情況下，合成出純相AFI型分子篩，并且產(chǎn)物為特殊形貌；當n(Al2O3) /n(MgO) = 1∶0.2時，合成產(chǎn)物為絮狀物非晶體；當n(Al2O3) /n(MgO) = 1∶0.5產(chǎn)物為細小的球狀晶體，并且合成產(chǎn)物極少；當n(Al2O3) /n(MgO) = 1∶1.1、1.4時，產(chǎn)物為沒有孔道結(jié)構(gòu)的磷酸鹽礦物。圖11為合成MgAPO-5分子篩的SEM照片，局部放大后發(fā)現(xiàn)，不規(guī)則小球狀的晶體部分具有AFI型分子篩六棱柱形貌。

圖11　MgAPO-5分子篩的SEM照片F(xiàn)ig.11　SEM images of MgAPO-5 molecular sieves

在微波輻射條件下，以異丙醇鋁作為鋁源，磷酸為磷源，三乙胺為模板劑，通過加入不同金屬陽離子化合物，制備了5種金屬取代AFI型分子篩，分別為CoAPO-5、FeAPO-5、MnAPO-5、CuAPO-5和MgAPO-5。其中，對4種過渡金屬取代AFI型分子篩在XRD、ICP和差熱-熱重方面進行表征；探索n(Al2O3) /n(MgO)對MgAPO-5分子篩合成的影響。結(jié)果表明，金屬取代AFI型分子篩具有良好的熱穩(wěn)定性，并且金屬取代進入分子篩骨架的過程，會引起分子篩骨架結(jié)構(gòu)等方面的變化，對其形貌也會產(chǎn)生顯著的影響。

3結(jié)語

利用微波合成法制備分子篩的優(yōu)點是升溫迅速、成核均勻、可以通過微波選擇性的活化某些反應(yīng)物，有利于相選擇性合成、并且所得產(chǎn)物顆粒均勻、尺寸和形貌可調(diào)、易于生成小尺寸晶體及提高產(chǎn)物的結(jié)晶度等。在微波輻射下，反應(yīng)物在不同溶劑體系下的反應(yīng)機制將發(fā)生變化，從而為控制分子篩的形貌提供了一種新的思路。

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(編輯蓋少飛)

Crystal Morphology’s Control of AFI Type Molecular Sieves by Microwave Irradiation

SONG Yu，TANG Yuwei,DONG Hui，YANG Wei

(School of Textile and Material Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China)

Abstract：AFI type molecular sieve is an important member of the families of inorganic microporous materials, due to better selectivity properties and structures diversification, it has a good application prospect in the fields of the catalytic properties and adsorption separation, and so on. A large number of studies have shown that it has a direct connection between the sizes, morphologies and the properties of the molecular sieves, at the same time the sizes and morphologies directly affect application effects of molecular sieves. Microwave synthesis have a series of advantages, for instance: fast heating, heating uniformity, narrow particle size distribution of the product, the characteristics of phase selectivity, energy saving and environmental protection. The microwave synthesis is introduced into the morphologies research of inorganic microporous compounds,as will play an important role. In this paper, AlPO4-5 molecular sieve with different morphologies is successfully prepared under the condition of microwave radiation, in addition, SAPO-5, CoAPO-5, FeAPO-5, MnAPO-5, and MgAPO-5 CuAPO-5 are successfully prepared by the same way. This paper expounds the influence of synthesis condlitions on the products’ morphologies in detail.

Key words：molecular sieves; microwave irradiation; morphology control; microporous materials

收稿日期：2015-09-01

基金項目：國家自然科學基金資助項目(20901012); 遼寧省教育廳項目(L012192);遼寧省自然科學基金(20150201 85)

DOI:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.05.06

中圖分類號：TQ424.25

文獻標識碼：A

文章編號：1674-3962 (2016)05-0365-09

第一作者：宋宇 ，女，1977年生，副教授，碩士生導師,Email:songyu@dlpu.edu.cn