方向性沸石膜的制备方法技术

一种方向性沸石膜的制备方法，是包含：提供一金属基材；提供一沸石晶体，该沸石晶体的纵横比（aspect ratio）至少为2；将该沸石晶体平铺于该金属基材上，以获得一第一金属基材；将一前趋液附着于该第一金属基材表面以获得一第二金属基材，该前趋液是包含一第一结构导向剂及一溶剂；及将该第二金属基材与一预定量的溶剂置于一密闭容器中，续加热至100～550℃反应至少15分钟，以生成一方向性沸石膜，其是具有均匀的厚度并完整披覆于该金属基材的表面因而形成致密的薄膜，进而达到提高该方向性沸石膜的抗腐蚀性的功效。

【技术实现步骤摘要】
方向性沸石膜的制备方法
本专利技术是关于一种沸石膜的制备方法，特别是一种方向性沸石膜的制备方法。
技术介绍
为了保护金属制品免于锈蚀，惯用的方法为利用磷酸盐与铬酸盐对金属表面进行处理，以增加金属制品的耐用性。然而，目前多个国家以立法制定RoHS(Restrictionoftheuseofcertainhazardoussubstanceinelectronicsequipment)以限制使用六价铬、铅及汞等化学物质用于电器及民生用品，因此，近年来以沸石薄膜披覆于金属表面以减缓其腐蚀速率成为一种新兴的金属表面处理技术。现有沸石膜的制备方法为湿式水热制膜法，是将一四丙基氢氧化铵水溶液加入四乙氧基硅烷，并搅拌4小时以获得一前趋液，接着，将该前趋液置入铁氟龙反应罐中，并将待处理的金属基板浸泡于该前趋液中，密封该铁氟龙反应罐，并于180℃下反应至少12小时，借此于该金属基板上制备得到一现有沸石膜。该现有沸石膜虽然可以阻隔外界水气及氧气，以达到保护该金属基材及减缓生锈速率的功效，然而，借助该现有沸石膜的制备方法所获得的该现有沸石膜中，由于沸石晶体呈现随机堆叠，导致阻隔外界水气及氧气效果不佳，若欲合成出抗腐蚀效用佳的该现有抗沸石膜，则厚度也必须得提升，无法制备具有良好抗腐蚀效果的薄膜；另外，该现有沸石膜的制备方法中，需运用大量的该前趋液以使该金属基材没入该前趋液中，让反应可以均匀地在该金属基材的各个表面进行，但反应过程中的碱性前趋液会造成金属基材腐蚀，导致金属基材的机械强度下降，再且，经反应之前趋液虽仍含有四丙基氢氧化铵及四乙氧基硅烷等原料，但是因分离困难而仅能沦为无用的废液，无形中在制备该现有沸石膜的过程中累积废液的产生量，明显与环保的趋势相悖逆。有鉴于此，有必要提供一种沸石膜的制备方法，以解决该现有沸石膜的制备方法的上述各个问题。
技术实现思路
本专利技术是提供一种方向性沸石膜的制备方法，以制得具有方向性及良好抗腐蚀能力的沸石膜。本专利技术是提供一种方向性沸石膜的制备方法，是包含：提供一金属基材；提供一沸石晶体，该沸石晶体的纵横比至少为2；将该沸石晶体平铺于该金属基材上，以获得一第一金属基材；将一前趋液附着于该第一金属基材表面以获得一第二金属基材，该前趋液是包含一第一结构导向剂及一溶剂；及将该第二金属基材与一预定量的溶剂置于一密闭容器中，续加热至100～550℃反应至少15分钟。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，该沸石晶体为沿b轴向生长而成特定的纵横比。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，该沸石晶体的大小为60nm～3m，厚度为30nm～1.5m。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，该沸石晶体的大小为300～1200nm，厚度为100nm～600m。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，该沸石晶体是借助将一反应液于120～180℃下水热反应2～30小时所制备而得，该反应液是包含一溶解介质、一第二结构导向剂及一硅源。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，其中，于该反应液水热反应前，是先于20～40℃下熟化4小时。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，该反应液是包含以重量百分比计为91～92％的溶解介质、1～2％的第二结构导向剂及6～7％的硅源。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，该溶解介质为水，该第二结构导向剂为四丙基氢氧化铵，该硅源为四乙氧基硅烷。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，该第二结构导向剂及该第一结构导向剂为相同的化合物。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，当该密闭容器的体积为24.4ml时，该溶剂的总量是不超过0.5ml。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，该前趋液是包含体积莫耳浓度为0.01～0.06M的第一结构导向剂。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，该第一结构导向剂为四丙基氢氧化铵，该溶剂为水。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，其中，是该第一金属基材浸泡于该前趋液中约0.5～3秒，使该第一金属基材表面均匀附着该前趋液。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，另包含焙烧该沸石晶体，续将经焙烧的沸石晶体平铺于该金属基材上，以获得该第一金属基材。本专利技术的方向性沸石膜的制备方法，是于300～700℃下焙烧该沸石晶体5分钟以上。本专利技术方向性沸石膜的制备方法是取用纵横比至少为2的沸石晶体平铺于该金属基板表面，由于该沸石晶体本身具有方向性，使该沸石晶体在密闭容器中是沿着该金属基板表面的方向生长，而不会往其他方向延伸，使该沸石膜也具有方向性，且具有均匀的厚度，并得以完整披覆于该金属基材的表面并形成致密的薄膜，进而达到提高该方向性沸石膜的抗腐蚀性的功效。本专利技术所制得的方向性沸石膜是具有良好的致密度，以薄层即可保护金属表面免遭腐蚀，进而达到降低该方向性沸石膜的膜厚的功效。该前趋液附着于该第一金属基板上，续借助该前趋液于高温且密闭的环境下所产生的蒸汽，使该沸石晶体之间互相粘合，以获得该方向性沸石膜。如此一来，是可以有效地利用该前趋液中的该第一结构导向剂，且于该密闭容器加热反应的过程中不需另添加该前趋液，以大量减少反应废液产生，进而降低制备该方向性沸石膜对环境造成的污染的功效。由于该沸石晶体是沿着固定方向生长，使该方向性沸石膜仅须具有薄薄的厚度便可发挥良好的抗腐蚀性，因此借助本专利技术的方法是可以制备获得厚度为30nm～1.5μm的透明的高方向性沸石膜，使该方向性沸石膜得以广泛地应用于各种需透光的抗腐蚀用途上，进而达到增加该方向性沸石膜的应用性的功效。呈扁平状的该沸石晶体是自动以面积较大的一面排列于该金属基板上，因此仅须采用研磨该沸石晶体，即可使该沸石晶体完整且均匀地平铺于该金属基板，且于该密闭容器中反应3小时即可制备该方向性沸石膜，相较于该现有沸石膜需反应至少12小时的制备，是可以节省反应所需时间，进而达到简化工艺的功效。本专利技术另借助先焙烧该沸石晶体，续利用经焙烧的沸石晶体制作该方向性沸石膜。如此一来，该方向性沸石膜仍具有抗腐蚀性质，同时更能够大幅提升该方向性沸石膜与该金属基材的结合强度，进而达到提升该方向性沸石膜的耐用性的功效。附图说明图1：是第A1组沸石晶体的SEM影像图。图2：是第A2组沸石晶体的SEM影像图。图3：是第A3组沸石晶体的SEM影像图。图4：是第A4组沸石晶体的SEM影像图。图5a：是第B组的第一金属基板的SEM俯视影像图。图5b：是第B组的第一金属基板的SEM剖面影像图。图6a：是第C1组的方向性沸石膜的SEM俯视影像图。图6b：是第C1组的方向性沸石膜的SEM剖面视影像图。图6c：是第C2组的方向性沸石膜的SEM俯视影像图。图6d：是第C2组的方向性沸石膜的SEM剖面视影像图。图7：是第D1～D4组的方向性沸石膜及对照组第D0组的XRD图。图8：是第D1～D4组的方向性沸石膜及对照组第D0、D0’组的弗塔图(Tafelplot)。图9：是第E1～E4组的方向性沸石膜及对照组第E0组的XRD图。图10：是第E1～E4组的方向性沸石膜及对照组第E0组的弗塔图(Tafelplot)。图11a：是第E1组的方向性沸石膜的SEM俯视影像图。图11b：是第E1组的方向性沸石膜的SEM剖面影像图。图12a：是第E2组的方向性沸石膜的SEM俯视影像图。图12b：是第E2组的方向性沸石膜的SEM剖面影像图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方向性沸石膜的制备方法，其特征在于，是包含：提供一个金属基材；提供一个沸石晶体，该沸石晶体的纵横比至少为2；将该沸石晶体平铺于该金属基材上，以获得一个第一金属基材；将一个前趋液附着于该第一金属基材表面以获得一个第二金属基材，该前趋液是包含一个第一结构导向剂及一个溶剂；及将该第二金属基材与一预定量的溶剂置于一个密闭容器中，续加热至100～550℃反应至少15分钟。

【技术特征摘要】
1.一种方向性沸石膜的制备方法，其特征在于，是包含：提供一个金属基材；提供一个沸石晶体，该沸石晶体的纵横比至少为2；将该沸石晶体平铺于该金属基材上，以获得一个第一金属基材；将一个前趋液附着于该第一金属基材表面以获得一个第二金属基材，该前趋液是包含一个第一结构导向剂及一个溶剂；及将该第二金属基材与一预定量的溶剂置于一个密闭容器中，续加热至100～550℃反应至少15分钟。2.如权利要求1所述的方向性沸石膜的制备方法，其特征在于，该沸石晶体为沿其b轴向生长而成特定的纵横比。3.如权利要求2项所述的方向性沸石膜的制备方法，其特征在于，该沸石晶体的大小为60nm～3m，厚度为30nm～1.5m。4.如权利要求3所述的方向性沸石膜的制备方法，其特征在于，该沸石晶体的大小为300～1200nm，厚度为100nm～600m。5.如权利要求1所述的方向性沸石膜的制备方法，其特征在于，该沸石晶体是借助将一个反应液于120～180℃下水热反应2～30小时所制备而得，该反应液是包含一个溶解介质、一个第二结构导向剂及一个硅源。6.如权利要求5所述的方向性沸石膜的制备方法，其特征在于，于该反应液水热反应前，先于20～40℃下熟化4小时。7.如权利要求5所述的方向性沸石膜的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡振章，蔡尚恬，黄琳意，蒿元中，蒋孝澈，
申请(专利权)人：华颖精矽科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71