沸石晶核的製備與排列

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程珊珊(Shan-Shan Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

沸石晶核的製備與排列

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摘要(中)

本研究的主要目的在於嘗試利用納米級MFI沸石結晶來取代中孔氧化矽的非晶形孔壁，期望合成出同時具有微孔─中孔結構的複合分子篩，以增進產物利用的價值。
在實驗合成的步驟上，先合成出納米級沸石結晶，再利用這些粒子排列出中孔的結構。但這個方法會合成出混相結構的產物（即MFI結晶和中孔氧化矽非晶相結構是同時存在的兩相），可能是因沸石結晶太大，沒有辦法和界面活性劑排列成中孔結構。Ravishankar於1999年發表的文獻中提到，在透明澄清的MFI precursor中存在有許多小粒子 — nanoslab；這些nanoslab具有部份的MFI結構，其大小為1.3*4*4nm。因此，我們接下來嘗試直接在MFI precursor中加入界面活性劑，希望溶液中的nanoslab可以排列出中孔結構。
我們發現當直接採用MFI precursor做反應物時，無法由XRD觀察到MFI結構；而在中孔結構方面，可以在小角度的地方觀察到似乎有排列的情況出現。由氮氣恆溫吸附結果，發現產物同時具有微孔（∼5.6A）及中孔（∼20A）兩種孔洞分佈。而在TEM的結果中，發現產物會在局部範圍（200nm*200nm）內做層狀排列。最後我們對於產物的水熱穩定性做了測試，發現在100℃下經過水熱24小時後，產物的中孔排列消失。

關鍵字(中)

★ 沸石

關鍵字(英)

論文目次

目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 vii
第一章緒論 ……………………………………………………..1
1.1MFI 沸石簡介 ……………………………………………..3
1.2中孔氧化矽簡介 …………………………………………..5
1.3複合分子篩的相關研究文獻 ……………………………..8
1.4研究方法 ………………………………………………….12
第二章納米沸石懸浮液的製備 ……………………………….13
2.1 製備納米沸石懸浮液的相關研究 ……………………….13
2.2 納米級沸石懸浮液的合成 ……………………………...16
2.2.1 納米級沸石懸浮液的製備 ……………………… ..16
2.2.2 沸石懸浮粒子的分離 ……………………………….17
2.3 樣品性質的分析 ………………………………………….20
2.3.1 XRD分析 ………………………………..…………..20
2.3.2 氮氣恆溫吸附分析 ………………………….……..23
2.3.3 SEM分析 ………………………………..…………..26
2.3.4 TEM分析 ……………………………………………..27
2.3.5 傅利葉紅外線光譜分析 …………………………….28
2.4 結果討論 …………………………………………………..30
第三章沸石晶核製備及排列 33
3.1 Nanoslab的概念 33
3.2 具結晶性中孔氧化矽製備 35
3.3 樣品性質的分析 …………………………………………..38
3.3.1 XRD分析 ……………..………………..…………..38
3.3.2 氮氣恆溫吸附分析 …….………………….……. ..42
3.3.3 SEM分析 ……………………………… .……….…..45
3.3.4 TEM分析 ………………………………………………46
3.3.5 傅利葉紅外線光譜分析 ……………………………..46
3.3.6 熱重分析 ……………………………………………..47
3.4 結果討論 …………………………………………………..49
第四章結論 52
4-1 實驗結果比較 52
4-2 檢討與建議 56
4-3 結語 61
參考文獻 62
附錄A 孔洞分佈分析方法比較………………………………...65
附錄B 儀器與藥品附錄 67
圖目錄
圖1-1 MFI結構圖 3
圖1-2 MFI結構的孔洞示意圖 4
圖1-3 M41S系列中孔結構簡圖 5
圖1-4 Beck等人提出的MCM-41形成機制 6
圖1-5 Chen等人提出的MCM-41形成機制 6
圖1-6 Monnier等人提出的MCM-41形成機制 7
圖1-7 再結晶時固相結構間相轉移示意圖 10
圖 2-1 TPAOH與TEOS水解時溶液pH值變化圖 16
圖 2-2 樣品編號示意圖 18
圖 2-3 樣品製備流程圖 19
圖 2-4 未鍛燒樣品XRD圖 21
圖 2-5 鍛燒後樣品XRD圖 22
圖 2-6 樣品氮氣恆溫吸附曲線圖 24
圖 2-7 樣品的

參考文獻

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28. Christine E. A. Kirschhock, Raman Ravishankar, L. Van Looveren, P. A. Jacobs and J. A. Martens, “Mechanism of Transformation of Precursors into Nanoslabs in the Early Stages of MFI and MEL Zeolite Formation from TPAOH-TEOS-H2O and TBAOH-TEOS-H2O Mixtures,” J. Phys. Chem. B, 1999, 103, 4972-4978.
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指導教授

蔣孝澈(A.S.T. Chiang)

審核日期

2000-6-19

推文