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中科院大连化物所杨维慎团队分子筛膜研究取得新进展
《中国科学报》记者 刘万生 / 时间:2015-09-10 07:47:51

  据科学网2015年9月9日讯 9月9日,中科院大连化物所杨维慎研究员带领科研团队在分子筛膜合成研究中取得新进展,利用自行开发的电化学离子热合成方法,原位合成出了具有优异防腐蚀性能的高度面内取向和无缺陷的分子筛膜。相关结果以通讯形式在线发表在《德国应用化学》上。
  分子筛膜已广泛应用于分离、催化和功能涂层等领域,然而这些应用都对膜的取向和缺陷有着很高的要求。在分子筛膜合成领域中,最大的难题是如何采用简单的方法合成出高度取向和无缺陷的膜,这是它大规模应用的关键所在。目前制备分子筛膜的方法主要有原位结晶法和晶种法。原位结晶法的优势在于其简单,然而通常得到的是无取向且有大量缺陷的低性能膜。晶种法则将晶体成核过程和膜生长步骤分开来,通过多步精确控制晶种的微结构或者其在基底上的预修饰,来获得高度取向和无缺陷的分子筛膜,但是其步骤繁琐,不利于工业放大。
  针对上述问题,该研究团队利用外加电场可控的特点,结合离子液体电化学窗口宽、蒸气压低和热力学稳定性高的特性,成功开发出了原位电化学离子热合成方法。以金属铝电极作为基底,通过电化学手段活化基底表面而加速其与磷酸反应来提供铝源,同时利用带负电荷的基底来静电吸附作为模板剂的离子液体阳离子,在敞口条件下一步合成出高度面内取向的AlPO4-11分子筛膜。实验证实,这种电化学合成机理确保了所合成分子筛膜的无缺陷性。直流极化曲线测试进一步表明,该面内取向分子筛膜没有缺陷并具有优异的防腐蚀性能。该方法简单、可控、易放大,未来有工业化的可能。



  该工作得到了中科院百人计划和国家自然科学基金委的资助。