Tạo ra các cấu trúc phân cấp một cách nhanh chóng: Tổng hợp ZSM-5 zeolite trên foam silicon carbide (SiC) bằng phương pháp gia nhiệt vi sóng

Các lớp phủ ZSM-5 phân cấp được hỗ trợ trên các foam β-SiC macrocellular đã được chuẩn bị bằng phương pháp tổng hợp thứ cấp gia nhiệt vi sóng. Dưới sự chiếu xạ vi sóng, hiện tượng gia nhiệt phân biệt đã được kích hoạt nhờ vào khả năng hấp thụ vi sóng cao của SiC, dẫn đến sự lắp ráp nhanh chóng của các zeolite ZSM-5 trên foam SiC. Các yếu tố ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh, thời gian và sự khuấy trộn đến sự phát triển của các zeolite ZSM-5 trên các foam SiC cũng đã được nghiên cứu dưới điều kiện gia nhiệt vi sóng. Một diện tích bề mặt cụ thể khoảng 52m2 g−1 đã đượcobtained ở điều kiện tối ưu là 150°C trong 4 giờ. Các nghiên cứu so sánh giữa phương pháp tổng hợp thủy nhiệt thông thường và phương pháp gia nhiệt vi sóng đã được thực hiện và các vật liệu thu được đã được đặc trưng một cách sâu sắc bằng cách sử dụng XRD, SEM và hấp thụ N2. Sự kết hợp giữa gia nhiệt vi sóng, khả năng hấp thụ vi sóng cao của các substrate SiC và sự khuấy trộn cho phép gia nhiệt tập trung hơn trên bề mặt của các foam SiC so với gia nhiệt thông thường, điều này đã hạn chế sự hình thành các tinh thể ZSM-5 trong pha lỏng và sự lắng đọng tiếp theo. Ngoài ra, lần đầu tiên, các đặc điểm vi mô của các lớp phủ ZSM-5 trên các composite foam SiC (>10μm) đã được nghiên cứu 3D bằng phương pháp chụp micro vi tính X-quang (μ-CT), cung cấp thông tin định lượng về chất lượng của lớp phủ ZSM-5 như độ dày toàn cục và phân bố của ZSM-5 trên các hỗ trợ foam SiC. Kết luận cho thấy rằng tổng hợp thứ cấp gia nhiệt vi sóng đã cung cấp một phương pháp hiệu quả để tạo ra các lớp phủ chất lượng cao trên các foam có cấu trúc với chất lượng tinh thể tốt và độ dày đồng đều cũng như tiêu tốn năng lượng thấp, đặc biệt là cho nền có độ tan thất thoát cao.