编辑推荐：
制备可分散且具开放微孔的 MFI 型沸石纳米颗粒颇具挑战。研究人员开展超声辅助液相剥离研究，以 3 - 氨基丙醇为剥离剂结合冻干法处理煅烧的 Silicalite - 1（S - 1）沸石纳米颗粒聚集体，S - 1 沸石纳米颗粒（~70nm）产率可达 95%，为其应用提供可能。
在材料科学的微观世界里，沸石纳米颗粒正逐渐崭露头角。纳米级沸石相比微米级的同类产品，有着诸多令人瞩目的优势。它拥有更大的比表面积，就像一块海绵，能吸附更多的物质；在悬浮液中稳定性更高，不会轻易沉降；分子扩散路径更短，这使得它在化学反应中能够更快地发挥作用；而且暴露的活性位点更多，为催化反应等提供了更多的 “舞台”。这些优势让纳米沸石在多领域大显身手，比如在多相催化中加快反应进程、在分子分离中高效筛选特定分子，甚至在新兴的化学传感、光学器件、生物医学分析以及混合基质膜（MMMs）等领域都展现出巨大潜力。
然而，MFI 型沸石纳米颗粒的制备之路并非一帆风顺。目前，制备可分散且具有开放微孔的 MFI 型沸石纳米颗粒是一个棘手的难题。在合成纳米沸石时，有机结构导向剂（OSDA）虽有助于减小晶体尺寸，但后续去除 OSDA 的过程，通常采用煅烧法，这却会导致沸石纳米晶体聚集。为解决这一问题，此前研究尝试过多种方法，像用有机聚合物网络防止聚集、用有机硅烷试剂对沸石纳米颗粒进行表面功能化或包覆等，可这些方法或多或少存在不环保等缺陷。正因如此，探寻一种更高效、环保的制备方法迫在眉睫。
为了攻克这一难关，来自未知研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们开展了一项关于超声辅助液相剥离 MFI 型沸石纳米颗粒聚集体的研究，采用 3 - 氨基丙醇作为剥离剂，并结合冻干法对煅烧后的 Silicalite - 1（S - 1）沸石纳米颗粒聚集体进行处理。最终，他们成功获得了平均粒径约 70nm、结晶度优良且产率高达 95% 的 MFI 型沸石纳米颗粒。这一成果意义重大，为沸石纳米晶体提供了快速分散的方法，极大地拓展了其在混合基质膜、吸附和催化等领域的应用潜力。该研究成果发表在《Chinese Journal of Chemical Engineering》上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。通过扫描电子显微镜（SEM）观察 S - 1 沸石的微观形貌，了解其颗粒的大小和形态特征；利用动态光散射（DLS）粒径分析，精确测定纳米颗粒的尺寸分布情况；借助 X 射线衍射（XRD）技术，对 S - 1 沸石纳米颗粒的结晶度和结构进行表征，以此来判断剥离效果和晶体质量。
在研究过程中，研究人员从多个角度进行了深入探究。首先是干燥方法对 S - 1 沸石的影响。不同干燥条件会显著影响 S - 1 沸石煅烧后的烧结程度，进而左右后续纳米沸石颗粒的剥离难度。研究人员发现，合适的干燥条件对于保持沸石结构、便于后续剥离至关重要。
接着是对沸石含量、剥离剂浓度和超声悬浮液中沸石剂量的研究。研究人员系统地考察了冷冻纳米晶体悬浮液中沸石含量、剥离剂 3 - 氨基丙醇浓度以及超声悬浮液中沸石剂量对剥离效率的影响。通过一系列实验，明确了各因素的最佳参数，找到了制备高产量、高质量 MFI 型沸石纳米颗粒的最优条件组合。
最后是关于剥离机制的探索。研究人员提出了该剥离过程的潜在机制，主要包括两个阶段：客体分子插入和水膨胀。在超声作用下，3 - 氨基丙醇等客体分子插入沸石结构中，随后水的膨胀进一步促使沸石结构分离，最终实现纳米颗粒的剥离。
研究结论表明，通过冷冻干燥、煅烧和超声细胞破碎相结合的方法，成功实现了 MFI 型沸石纳米颗粒的分散。该方法先将 4.8g?L–1的 S - 1 沸石悬浮液用液氮速冻，再进行冻干形成冰晶，以维持松散结构，接着煅烧，并用 0.055mol?L–1的 3 - 氨基丙醇作为剥离剂，有效促进了纳米颗粒的形成。这一研究为 MFI 型沸石纳米颗粒的制备提供了全新的思路和方法，突破了传统制备方法的局限，有望推动相关领域的进一步发展，无论是在提高催化反应效率，还是优化混合基质膜性能等方面，都有着广阔的应用前景，为材料科学的发展注入了新的活力。
