本文選題：微波—水熱合成法 + 鋁合金��； 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：分子篩薄膜是在陶瓷、金屬及合金等載體表面形成的致密無機(jī)薄膜,以其獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)、分子尺寸水平的孔道直徑、催化—分離一體化功能、熱穩(wěn)定性、熱傳導(dǎo)性、疏水親水性及抗腐蝕等特性而受到廣泛關(guān)注,在膜分離、膜催化、抗腐蝕、氣敏、濕敏以及抗微生物等領(lǐng)域的研究備受關(guān)注。隨著分子篩薄膜應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,對多功能復(fù)合分子篩薄膜的需求日益增加。目前研究主要集中于分子篩—高分子復(fù)合膜的制備與應(yīng)用研究,而對分子篩—分子篩無機(jī)復(fù)合薄膜材料的研究還很少,尤其是單層分子篩復(fù)合膜的研究剛剛起步。該領(lǐng)域的研究,從應(yīng)用方面能夠滿足材料多功能一體化的要求,從理論方面對研究分子篩多孔材料之間的界面性質(zhì)、成膜機(jī)制、轉(zhuǎn)晶機(jī)制等均具有重要價(jià)值。本文分別以航空鋁合金及氧化鋯增韌氧化鋁(ZTA)陶瓷為載體,采用微波—水熱合成方法制備了ZSM-5分子篩薄膜、ZSM-35分子篩薄膜和NaA/ZSM-5復(fù)合分子篩薄膜;對比研究了微波法、原位水熱合成法、水熱二次生長法對上述薄膜生長的影響,確定了優(yōu)化的成膜條件,得到致密連續(xù)的分子篩薄膜材料;分別采用X射線衍射、掃描電鏡、元素分析、電化學(xué)測試、水接觸角測試等手段,對薄膜的組成結(jié)構(gòu)、表觀形貌、抗腐蝕性能、親水性能等性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征,為上述材料的進(jìn)一步應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下:1.采用微波—水熱二步合成法,分別在鋁合金片材及ZTA陶瓷表面制備了具有致密性和連續(xù)性的ZSM-5分子篩薄膜,研究了Silicalite-1晶種濃度、ZSM-5分子篩母液組成、微波處理溫度及水熱晶化時(shí)間對ZSM-5分子篩薄膜成膜的影響,確定了最佳的成膜工藝條件。結(jié)果表明,在微波功率600 W、溫度65°C條件下處理0.5h,為最優(yōu)成膜條件,微波處理明顯縮短了ZSM-5分子篩薄膜的成膜時(shí)間;在最優(yōu)成膜條件下制備的ZSM-5分子篩薄膜連續(xù)、致密,具有優(yōu)異的親水性能(平均親水角為9°)和抗腐蝕性能。2.將微波—水熱二步合成法應(yīng)用于ZTA陶瓷基片表面ZSM-5分子篩薄膜及Ag+/ZSM-5分子篩薄膜的制備,所得薄膜連續(xù)、致密、親水性能良好、具有良好的生物相容性,MTT法測試細(xì)胞存活率可達(dá)到95%以上,薄膜對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有較強(qiáng)的抑制作用,且抑菌效果在24h內(nèi)持續(xù)性良好。3.采用微波合成法制備了純凈的高結(jié)晶度的NaA分子篩,分別采用微波—水熱二步法和原位水熱合成法研究了鋁合金片材表面NaA/ZSM-5單層復(fù)合薄膜的制備研究。結(jié)果表明,采用微波—水熱二步法,雖然縮短了ZSM-5薄膜的成膜時(shí)間,但微波處理破壞了NaA分子篩結(jié)構(gòu),造成NaA組元缺失,且重復(fù)性較差。而采用二次水熱生長法,在基體表面分別旋涂NaA、Silicalite-1晶種后,在晶化溫度175°C,晶化時(shí)間19h條件下,可以制備比較致密、連續(xù)、組元完整的單層NaA/ZSM-5復(fù)合薄膜。該薄膜經(jīng)Ag+交換后,同時(shí)具有親水性、抗腐蝕性和抗菌性,在航空航天領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用。4.采用原位水熱合成方法,在鋁合金片材表面制備了連續(xù)、致密的層狀ZSM-35分子篩薄膜,研究了載體表面預(yù)處理、生長母液預(yù)處理、母液配比、水熱處理?xiàng)l件等因素對成膜的影響。結(jié)果表明,對生長母液進(jìn)行水熱預(yù)晶化、載體表面酸、堿預(yù)處理、載體表面Al2O3溶膠凝膠過渡層的涂覆等均有利于在載體表面形成連續(xù)、致密、高度結(jié)晶的層狀ZSM-35薄膜。在最佳成膜條件下制備的ZSM-35沸石膜的親水角為8.5°,具有優(yōu)異的親水性能,在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿環(huán)境,表現(xiàn)出抗腐蝕性能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ424.25;TB383.2

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本文編號：1753112