Fe-ZSM-5@SiO2的制备(2)
1.2 ZSM-5分子筛 如图 1.1所示，为 ZSM-5 的骨架及孔道结构。ZSM-5是一种微孔分子筛，具有中等大小的孔径和孔口，在孔道走向上没有笼，在催化过程中不易积炭，且具有良好的水热稳定性、适宜的酸性、较好的耐酸碱性和疏水性[7]。ZSM-5分子筛的选择性高，活性大，不易失活源]自{优尔^*论\文}网·www.youerw.com/ ，因此在工业催化上获得了广泛的应用。 ZSM-5 分子筛的晶体结构由硅(铝)氧四面体所构成。硅(铝)氧四面体通过公用顶点氧桥形成五元硅(铝)环，8 个这样的五元环组成 ZSM-5 分子筛的基本结构单元[8]。ZSM-5 分子筛孔道结构由平行于水平轴方向的孔道和垂直于水平轴方向的孔道交叉组成。水平方向的孔道层“Z”字型，截面近似圆形，孔道尺寸为0.54nm×0.56 nm；垂直方向的直筒型孔道截面层椭圆形，孔道尺寸为 0.51 nm × 0.57 nm[1.3 纳米级 ZSM-5分子筛的合成 目前为止，科学家们不仅合成出了不同微米级的分子筛，也实现了纳米分子筛的合成。一般把晶粒尺度小于100nm的称为纳米分子筛。van Grieken[10]等以异丙醇铝为为铝源，合成了10-100nm的 ZSM-5 分子筛。van Grieken发现陈化时间加长，碱度增大，钠含量减少有利于形成较小晶粒的分子筛。王荧光[11]等用微米 ZSM-5 分子筛作为基准物，以中孔碳纳米管为惰性基体,限定空间尺寸法合成了 SiO2/Al 2O3=100 的纳米 ZSM-5 分子筛。程志林[12]等人加入碱金属盐，晶化温度较低的情况下，合成了约60nm 的 ZSM-5 分子筛。张艳霞[13] 向合成体系中加入吐温非离子表面活性剂和采用正丁胺和异丙醇双模板剂的方法，合成约60nm ZSM-5 分子筛。同时该实验表明了在反应体系中加入吐温 20 等表面活性剂有利于降低分子筛表面能，可降低分子筛的晶粒大小。 纳米 ZSM-5 分子筛由于晶粒度降低，比表面积增大，外表面与内表面之比也大大增加。晶体变小了，微孔的孔道缩短，减少扩散限制。与微米分子筛相比，纳米分子筛具有更高的反应活性和表面能，催化剂的活性和选择性更高。但是纳米颗粒更易发生团聚，且其水热稳定性较差，还有待于进一步的改善。
1.4 核壳材料 1.4.1 核壳材料概述 核壳材料一般由中心的核以及包覆在外部的壳组成[14]。它是具有核壳包裹的纳米复合材料，可看作是对原始纳米粒子的剪裁和改造，通常记作“核@壳”[15]。随着核壳材料的不断发展, 其定义变得更加广泛。对于核与壳由两种不同物质通过物理或化学作用相互连接的材料, 都可称为核壳材料[16]。 核-壳型纳米复合粒子的性质并不是原有性质的简单叠加，而是具有更好的功能特性。壳原子与核原子之间结构的调动，可以改变并表现出新的如光、电、磁、催化等性质。同时，核壳复合材料可以增加亲水亲油性质；提高材料的稳定性，防止腐蚀、摩擦；提高催化剂的稳定性和催化活性。 核壳部分可由多种材料组成, 一般为有机高分子、无机物和金属等。核壳材料根据粒子成分不同可分为无机@无机、无机@有机、有机@无机、有机@有机四种形式。根据组分数目，可分为单组分包裹和多组分包裹。根据粒子尺寸可分为微米-亚微米、微米-纳米、亚微米-纳米、纳米-纳米、微米-微米五种形式。纳米-纳米核壳复合体不仅避免了纳米粒子易发生团聚的问题，而且充分表现了纳米材料优异的性能。微米-纳米核壳复合体则降低了纳米材料的成本，提高了微米材料的使用性能。
1.4.2 核壳材料的制备 随着人们对核壳材料的制备越来越关注，其制备技术也更加完善，核壳材料的制备方法也越来越多。不同种类的核壳材料可以使用同一类方法，同一种类的核壳材料也可使用多种方法来制备。根据核壳材料外包覆物组成的不同，将其制备方法分为高分子外壳的包覆和无机物外壳的包覆[17]。