自支撑分子筛@纤维素块体的多尺度构筑

【作者】 马小婷； 徐雁；

【机构】 无机合成与制备化学国家重点实验室吉林大学；

【摘要】 分子筛纳米颗粒由于易团聚、循环使用效率低及难回收等问题限制其工业应用。常见的解决方法包括添加粘合剂和复合支撑基质获得分子筛块体材料。然而块体材料中可能存在孪晶且晶体粒子的分布及尺度难以调控。近年来利用分子筛前躯体原位获得自支撑多级孔分子筛块体成为分子筛材料研究的热点之一1。这种原位晶化通常步骤繁琐例如需要添加晶种等实现二次生长。对此,我们利用细菌纤维素(BC)作为框架模板,通过限域矿化获得二氧化硅前驱体框架,再利用蒸汽辅助晶化手段实现原位转晶获得自支撑分子筛@纤维素块体2,避免了使用粘合剂或晶种。通过调节二氧化硅前驱体和模板剂的用量调控复合框架的结构,既可得到一种沿b-轴方向堆叠共生的链状结构MFI型分子筛块体(C-MFI,图1a, 1b),又可以获得柔软的MFI型分子筛@纤维素复合块体(F-MFI@BC,图1d)。研究结果显示这种构筑的块体结构中分子筛纳米粒子高度分散,担载量可控,取向可控且比表面积和孔分布可调。C-MFI的高度取向性导致其在二甲苯吸附实验中选择性吸附对二甲苯(图1g,1h)。F-MFI@BC由于分子筛颗粒之间有大量的纤维素相互连通,具有一定的柔软性,载银后在抑菌凝胶领域具有潜在应用。更多还原