氣膠促進自我聚集(aerosol-assisted self-assembly)程序

近年來因受奈米科技之廣受重視，相關之新式中孔洞材料置備方法如 雨後春筍般出現於文獻中，除了膠懸結晶微粒模板合成法之外，最受矚目 的 莫 過 於 Lu 等 人 (1999) 首 先 以 四 乙 基 正 矽 酸 鹽 (tetraethyl orthosilicate, TEOS)、溴化十六烷基三甲基銨(cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)、

鹽酸（hydrochloric acid）、乙醇(ethanol)及去離子水等不同比例混合溶劑，

利用揮發誘導自我聚集組裝(evaporation-induced self-assembly, EISA)原理以 氣膠噴霧所引起氣膠促進自我聚集 (aerosol-assisted self-assembly, AASA) 之方式，於6~8秒之內便可完成中孔晶型結構成長、再加上高溫鍛燒去除有

圖4.1(Brinker et al., 1999)可說明自我聚集程序，當界面活性劑濃度在 溶液之低於其臨界微胞濃度(critical micelle concentration, cmc)時，其界面活

性劑在溶液中主要是以單體形式存在(如圖4.1中濃度低於cmc1時)，而一旦 Brij58(Lu et al., 1999)，與作為固態結晶微粒模板之聚苯乙烯微珠如 Pluronic-P123(Lu et al.,1999; Fan et al., 2001)，以及加入微乳劑

(micro-emulsion)如PPGA, PPO(Fan et al., 2001)作為讓聚苯乙烯微珠擴展之 膨脹劑等，均可以讓氣膠噴霧程序製備不同孔徑之中孔洞材質。

2. 調整反應劑內界面活性劑濃度比

Bore et al.(2003)研究指出在以CTAB為界面活性劑之反應劑中，適時提 升CTAB濃度可有助於增加合成材料之孔徑與比表面積，若界面活性劑濃度 不足或過量，將分別導致材料無法呈現多孔性以及不規則蠕蟲狀之中孔材 料；此外，Fan et al.(2001)以P123作為氣膠程序固態結晶微粒模板之研究當 中，亦加入了不同比例之界面活性劑Brij-56一同進行材質合成程序，結果顯 示P123添加Brij-56後所得材料比表面積可較僅單以P123合成大幅提升，且 不影響孔徑大小。

3. 其他影響合成材料結構之操作參數

除了上述因素外，反應前驅溶液pH值亦是影響合成材料結構之重要影 響參數，Bore et al.(2003)研究指出pH值介於1-3，可使得TESO/CTAB所組成 之反應前驅液，合成結構良好之六方堆積中孔材料。當pH值超過3達到3.5 之時候，雖然合成材料經量測雖仍屬中孔結構，不過經XRD分析孔道結構 就已經沒有呈現出顯著之規則六方堆積；而該研究亦指出當反應溫度降到 125℃時，以氣膠法所合成之材料外觀仍可保持著規則球狀結構。在合成單 徑中孔洞微粒研究方面，Rama Rao et al.(2002)以振動流孔板單徑氣膠產生 器(vibrating orifice monodisperse aerosol generator, VOMAG)取代霧化器驅動 前驅溶液形成反應氣膠，並以10及20µm之流孔板控制反應氣膠之微粒粒徑

因此，本研究擬定TEOS、CTAB、HCl、EtOH及H2O為反應凝劑組成，

針對文獻上尚未見得之氣膠凝合程序中反應溫度對於合成六角晶型奈米孔 徑沸石(Hexagonal Nanostructured Zeolite Particles, HNZP)結構影響，探討其 影響所合成之HNZP結構及粒徑分佈等情況，如此藉以掌握所選定之反應劑 組成之操作參數。當中並同時以文獻上建議之水熱法製備M41S材質程序，

進行氣膠凝合程序及傳統水熱法之比較，以瞭解氣膠凝合程序所具備之優 點。

4.2. 研究方法