沸石分子篩是一類微孔硅鋁酸鹽晶體,其骨架由硅氧四面體(SiO4)和鋁氧四面體(AlO4)按不同的方式連接而成。由于具有規則的孔道結構、大的比表面積、優異的熱和水熱穩定性、豐富的酸性中心以及多種可交換的陽離子等性質,沸石分子篩已被廣泛用于催化、吸附與分離、離子交換等領域。傳統的沸石分子篩通常是在水熱或溶劑熱條件下,由含有無機(堿金屬氫氧化物)或有機(季銨堿)結構導向劑的無定型硅鋁酸鹽凝膠晶化而成,改變結構導向劑往往可以改變所得沸石分子篩的結構類型,因此使用結構新穎的季銨堿已成為開發新沸石分子篩結構類型的重要手段,特別是在合成一些具有大環(12元環)和超大環(>12元環)孔道結構的分子篩時,往往需要使用合成過程復雜、價格昂貴的有機結構導向劑。使用有機結構導向劑不但增加了分子篩的合成成本,還在焙燒去除有機物的過程中產生氮氧化物等有害氣體,并且一些有機結構導向劑還具有一定的毒性,這在一定程度上限制了新開發沸石分子篩進一步在工業上的應用。

納米沸石因其晶粒微小,比表面積尤其是外表面積明顯增加,表面原子數與體積原子數之比急劇增大,孔道縮短,外露孔口增多,從而使納米沸石具有更高的反應活性和表面能,表現出顯著的體積效應和表面效應。目前,納米沸石被廣泛應用于環保、石油化工及建材等領域。如納米ZSM-5沸石吸附性良好,催化性能高,是一種重要擇形催化劑;納米TS-1沸石因選擇氧化性而備受關注;納米β沸石酸催化性能、結構選擇性高而成為一種優良的吸附催化劑;而納米Y沸石具有天熱礦物八面沸石的骨架結構。就成分而言,骨架主要由硅氧四面體和鋁氧四面體單元組成,而從結構觀察,硅氧四面體和鋁氧四面體是通過氧橋構成β籠,各β籠通過十二元環沿三個晶軸方向貫通而成,形成一個骨架中含有超籠的三維孔道體系。正是這樣獨特的結構使納米Y沸石具有吸附分離性強、催化活性高、對產物選擇性強等特點,也使其逐漸發展成為一類新型的吸附劑、催化劑。

納米Y沸石合成及表征分析-國投盛世

合成的納米Y沸石平均粒徑約為200nm,顆粒均勻,屬納米材料,其比表面積為484.24m2/g,孔容為0.86cm3/g。合成的納米Y沸石具有明顯的Y型沸石特征譜帶,如1101.74cm-1處的TO4(Si或Al)內部聯結反對稱伸縮振動譜帶,729.89處的TO(4Si或Al)外部聯結和659.43cm-1處的內部聯結對稱伸縮振動譜帶。合成的納米Y沸石對氨氣具有很好的吸附效果,去除率可以達到93%。根據納米Y沸石吸附氨氣前后的紅外譜圖可知,納米Y沸石對氨氣的吸附作用屬于物理吸附。