本發(fā)明是關(guān)于一種沸石膜的制備方法，特別是一種方向性沸石膜的制備方法。

背景技術(shù)：

為了保護(hù)金屬制品免于銹蝕，慣用的方法為利用磷酸鹽與鉻酸鹽對(duì)金屬表面進(jìn)行處理，以增加金屬制品的耐用性。然而，目前多個(gè)國(guó)家以立法制定rohs(restrictionoftheuseofcertainhazardoussubstanceinelectronicsequipment)以限制使用六價(jià)鉻、鉛及汞等化學(xué)物質(zhì)用于電器及民生用品，因此，近年來(lái)以沸石薄膜披覆于金屬表面以減緩其腐蝕速率成為一種新興的金屬表面處理技術(shù)。

現(xiàn)有沸石膜的制備方法為濕式水熱制膜法，是將一四丙基氫氧化銨水溶液加入四乙氧基硅烷，并攪拌4小時(shí)以獲得一前趨液，接著，將該前趨液置入鐵氟龍反應(yīng)罐中，并將待處理的金屬基板浸泡于該前趨液中，密封該鐵氟龍反應(yīng)罐，并于180℃下反應(yīng)至少12小時(shí)，借此于該金屬基板上制備得到一現(xiàn)有沸石膜。

該現(xiàn)有沸石膜雖然可以阻隔外界水氣及氧氣，以達(dá)到保護(hù)該金屬基材及減緩生銹速率的功效，然而，借助該現(xiàn)有沸石膜的制備方法所獲得的該現(xiàn)有沸石膜中，由于沸石晶體呈現(xiàn)隨機(jī)堆疊，導(dǎo)致阻隔外界水氣及氧氣效果不佳，若欲合成出抗腐蝕效用佳的該現(xiàn)有抗沸石膜，則厚度也必須得提升，無(wú)法制備具有良好抗腐蝕效果的薄膜；另外，該現(xiàn)有沸石膜的制備方法中，需運(yùn)用大量的該前趨液以使該金屬基材沒(méi)入該前趨液中，讓反應(yīng)可以均勻地在該金屬基材的各個(gè)表面進(jìn)行，但反應(yīng)過(guò)程中的堿性前趨液會(huì)造成金屬基材腐蝕，導(dǎo)致金屬基材的機(jī)械強(qiáng)度下降，再且，經(jīng)反應(yīng)之前趨液雖仍含有四丙基氫氧化銨及四乙氧基硅烷等原料，但是因分離困難而僅能淪為無(wú)用的廢液，無(wú)形中在制備該現(xiàn)有沸石膜的過(guò)程中累積廢液的產(chǎn)生量，明顯與環(huán)保的趨勢(shì)相悖逆。

有鑒于此，有必要提供一種沸石膜的制備方法，以解決該現(xiàn)有沸石膜的制備方法的上述各個(gè)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是提供一種方向性沸石膜的制備方法，以制得具有方向性及良好抗腐蝕能力的沸石膜。

本發(fā)明是提供一種方向性沸石膜的制備方法，是包含：提供一金屬基材；提供一沸石晶體，該沸石晶體的縱橫比至少為2；將該沸石晶體平鋪于該金屬基材上，以獲得一第一金屬基材；將一前趨液附著于該第一金屬基材表面以獲得一第二金屬基材，該前趨液是包含一第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑及一溶劑；及將該第二金屬基材與一預(yù)定量的溶劑置于一密閉容器中，續(xù)加熱至100～550℃反應(yīng)至少15分鐘。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，該沸石晶體為沿b軸向生長(zhǎng)而成特定的縱橫比。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，該沸石晶體的大小為60nm～3m，厚度為30nm～1.5m。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，該沸石晶體的大小為300～1200nm，厚度為100nm～600m。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，該沸石晶體是借助將一反應(yīng)液于120～180℃下水熱反應(yīng)2～30小時(shí)所制備而得，該反應(yīng)液是包含一溶解介質(zhì)、一第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑及一硅源。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，其中，于該反應(yīng)液水熱反應(yīng)前，是先于20～40℃下熟化4小時(shí)。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，該反應(yīng)液是包含以重量百分比計(jì)為91～92％的溶解介質(zhì)、1～2％的第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑及6～7％的硅源。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，該溶解介質(zhì)為水，該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑為四丙基氫氧化銨，該硅源為四乙氧基硅烷。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑及該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑為相同的化合物。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，當(dāng)該密閉容器的體積為24.4ml時(shí)，該溶劑的總量是不超過(guò)0.5ml。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，該前趨液是包含體積莫耳濃度為0.01～0.06m的第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑為四丙基氫氧化銨，該溶劑為水。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，其中，是該第一金屬基材浸泡于該前趨液中約0.5～3秒，使該第一金屬基材表面均勻附著該前趨液。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，另包含焙燒該沸石晶體，續(xù)將經(jīng)焙燒的沸石晶體平鋪于該金屬基材上，以獲得該第一金屬基材。

本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，是于300～700℃下焙燒該沸石晶體5分鐘以上。

本發(fā)明方向性沸石膜的制備方法是取用縱橫比至少為2的沸石晶體平鋪于該金屬基板表面，由于該沸石晶體本身具有方向性，使該沸石晶體在密閉容器中是沿著該金屬基板表面的方向生長(zhǎng)，而不會(huì)往其他方向延伸，使該沸石膜也具有方向性，且具有均勻的厚度，并得以完整披覆于該金屬基材的表面并形成致密的薄膜，進(jìn)而達(dá)到提高該方向性沸石膜的抗腐蝕性的功效。

本發(fā)明所制得的方向性沸石膜是具有良好的致密度，以薄層即可保護(hù)金屬表面免遭腐蝕，進(jìn)而達(dá)到降低該方向性沸石膜的膜厚的功效。

該前趨液附著于該第一金屬基板上，續(xù)借助該前趨液于高溫且密閉的環(huán)境下所產(chǎn)生的蒸汽，使該沸石晶體之間互相粘合，以獲得該方向性沸石膜。如此一來(lái)，是可以有效地利用該前趨液中的該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，且于該密閉容器加熱反應(yīng)的過(guò)程中不需另添加該前趨液，以大量減少反應(yīng)廢液產(chǎn)生，進(jìn)而降低制備該方向性沸石膜對(duì)環(huán)境造成的污染的功效。

由于該沸石晶體是沿著固定方向生長(zhǎng)，使該方向性沸石膜僅須具有薄薄的厚度便可發(fā)揮良好的抗腐蝕性，因此借助本發(fā)明的方法是可以制備獲得厚度為30nm～1.5μm的透明的高方向性沸石膜，使該方向性沸石膜得以廣泛地應(yīng)用于各種需透光的抗腐蝕用途上，進(jìn)而達(dá)到增加該方向性沸石膜的應(yīng)用性的功效。

呈扁平狀的該沸石晶體是自動(dòng)以面積較大的一面排列于該金屬基板上，因此僅須采用研磨該沸石晶體，即可使該沸石晶體完整且均勻地平鋪于該金屬基板，且于該密閉容器中反應(yīng)3小時(shí)即可制備該方向性沸石膜，相較于該現(xiàn)有沸石膜需反應(yīng)至少12小時(shí)的制備，是可以節(jié)省反應(yīng)所需時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到簡(jiǎn)化工藝的功效。

本發(fā)明另借助先焙燒該沸石晶體，續(xù)利用經(jīng)焙燒的沸石晶體制作該方向性沸石膜。如此一來(lái)，該方向性沸石膜仍具有抗腐蝕性質(zhì)，同時(shí)更能夠大幅提升該方向性沸石膜與該金屬基材的結(jié)合強(qiáng)度，進(jìn)而達(dá)到提升該方向性沸石膜的耐用性的功效。

附圖說(shuō)明

圖1：是第a1組沸石晶體的sem影像圖。

圖2：是第a2組沸石晶體的sem影像圖。

圖3：是第a3組沸石晶體的sem影像圖。

圖4：是第a4組沸石晶體的sem影像圖。

圖5a：是第b組的第一金屬基板的sem俯視影像圖。

圖5b：是第b組的第一金屬基板的sem剖面影像圖。

圖6a：是第c1組的方向性沸石膜的sem俯視影像圖。

圖6b：是第c1組的方向性沸石膜的sem剖面視影像圖。

圖6c：是第c2組的方向性沸石膜的sem俯視影像圖。

圖6d：是第c2組的方向性沸石膜的sem剖面視影像圖。

圖7：是第d1～d4組的方向性沸石膜及對(duì)照組第d0組的xrd圖。

圖8：是第d1～d4組的方向性沸石膜及對(duì)照組第d0、d0’組的弗塔圖(tafelplot)。

圖9：是第e1～e4組的方向性沸石膜及對(duì)照組第e0組的xrd圖。

圖10：是第e1～e4組的方向性沸石膜及對(duì)照組第e0組的弗塔圖(tafelplot)。

圖11a：是第e1組的方向性沸石膜的sem俯視影像圖。

圖11b：是第e1組的方向性沸石膜的sem剖面影像圖。

圖12a：是第e2組的方向性沸石膜的sem俯視影像圖。

圖12b：是第e2組的方向性沸石膜的sem剖面影像圖。

圖13a：是第e3組的方向性沸石膜的sem俯視影像圖。

圖13b：是第e3組的方向性沸石膜的sem剖面影像圖。

圖14：是第e4組的方向性沸石膜的sem俯視影像圖。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下：

本發(fā)明是關(guān)于一種方向性沸石膜的制備方法，為干膠式制膜法，是包含：提供一金屬基材；提供一沸石晶體；將該沸石晶體平鋪于該金屬基材上，以獲得一第一金屬基材；將一前趨液附著于該第一金屬基材表面以獲得一第二金屬基材，該前趨液是包含一第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑；及將該第二金屬基材與一預(yù)定量的溶劑置于一密閉容器中，續(xù)加熱至100～550℃反應(yīng)至少15分鐘。

該金屬基材的材質(zhì)較佳是選自由為鋁、鎂、鐵、鋼及銅所組成的群組，于本實(shí)施例中，該金屬基材的材質(zhì)為鋁鎂合金。

詳言之，該沸石晶體的縱橫比(aspectratio)至少為2，也即，該沸石晶體具有方向性。舉例而言，該沸石晶體的大小為60nm～3μm、厚度為30nm～1.5μm，在此所界定的晶體大小為最長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度，厚度則為晶體最短軸的長(zhǎng)度，縱橫比的定義為其大小與厚度的比值。

本實(shí)施例的沸石晶體為一種不含鋁的純硅沸石(即silicalite-1)，該沸石晶體是借助一反應(yīng)液于高壓釜中以120～180℃下進(jìn)行水熱反應(yīng)2～30小時(shí)所制備而得，該反應(yīng)液是包含一溶解介質(zhì)、一第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑及一硅源。該溶解介質(zhì)為選自由水及乙醇所組成的群組；該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑是用以合成出具扁平狀外觀的該沸石晶體，該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑為無(wú)機(jī)堿或含氮有機(jī)堿，例如，無(wú)機(jī)堿可以為氫氧化鉀、氫氧化鈉等；含氮有機(jī)堿則可以為四甲基氫氧化銨(tetramethylammoniumhydroxide，簡(jiǎn)稱(chēng)tmaoh)、四甲基溴化銨(tetramethylammoniumbromide，簡(jiǎn)稱(chēng)tmabr)、四乙基氫氧化銨(tetraethylammoniumhydroxide，簡(jiǎn)稱(chēng)teaoh)、四乙基溴化銨(tetraethylammoniumbromide，簡(jiǎn)稱(chēng)teabr)、四丙基氫氧化銨(tetrapropylammoniumhydroxide，簡(jiǎn)稱(chēng)tpaoh)或四丙基溴化銨(tetrapropylammoniumbromide，簡(jiǎn)稱(chēng)tpabr)等；該硅源則可以為四甲氧基硅烷(tetramethylorthosilicate)、四乙氧基硅烷(tetraethylorthosilicate)、四丙氧基硅烷(tetrapropylorthosilicate)、四丁氧基硅烷(tetrabutylorthosilicate)、四戊氧基硅烷(tetrapentylorthosilicate)、四己氧基硅烷(tetradecylorthosilicate)或二氧化硅奈米粒子等。

于本實(shí)施例中，該溶解介質(zhì)為水，該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑為四丙基氫氧化銨，該硅源為四乙氧基硅烷，且該反應(yīng)液是包含以重量百分比計(jì)為91～92％的該溶解介質(zhì)、1～2％的該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑及6～7％的該硅源，于該反應(yīng)液水熱反應(yīng)前，是先于20～40℃下熟化4小時(shí)，并將21.62ml的該反應(yīng)液置入24.40ml材質(zhì)為聚四氟乙烯的高壓釜中，以165℃進(jìn)行水熱反應(yīng)10～15小時(shí)，續(xù)離心烘干以合成出縱橫比為2～50、大小約300～1200nm且厚度約100～600nm的該沸石晶體，且該沸石晶體為沿b軸向生長(zhǎng)以呈扁平狀的該沸石晶體。上述僅為制備該沸石晶體的一實(shí)施例，并不以此為限。

續(xù)將該沸石晶體平鋪于該金屬基材上，以獲得該第一金屬基材。是可以將該沸石晶體與一分散液混合均勻以獲得一涂布液，再將該涂布液以噴灑、涂刷或浸涂等方式涂布于該金屬基材表面，本實(shí)施例是將該沸石晶體以研磨方式將沸石晶體平鋪于該金屬基材上。更詳言的，由于該沸石的縱橫比至少為2，該沸石晶體若非以面積最大的一面接觸該金屬基材時(shí)，則會(huì)因不穩(wěn)定而自然在該金屬基材表面上滾動(dòng)，直至該沸石晶體倒下并以面積最大的一面抵接該金屬基材，以達(dá)到穩(wěn)定平衡。因此，僅需將該沸石晶體灑布在該金屬基材表面，再以研磨將該沸石晶體均勻平鋪于該金屬基板。在此所述的「研磨」是利用一摩擦件接觸該沸石晶體，該摩擦件以平行于該金屬基材表面的方向移動(dòng)，使該沸石晶體受到該摩擦件所施的力而均勻地分散于該金屬表面，借此獲得該第一金屬基材。

接著，將該前趨液附著于該第一金屬基材表面，以獲得一第二金屬基材，是可以借助噴涂該前趨液，或?qū)⒃摰谝唤饘倩慕萦谠撉摆呉褐?.5～3秒，使該第一金屬基材表面均勻附著該前趨液。其中，該前趨液是包含該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑及一溶劑，該溶劑是可以選自由水及乙醇所組成的群組；該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的成份為無(wú)機(jī)堿或含氮有機(jī)堿，例如，無(wú)機(jī)堿可以為氫氧化鉀、氫氧化鈉等；含氮有機(jī)堿則可以為四甲基氫氧化銨、四甲基溴化銨、四乙基氫氧化銨、四乙基溴化銨、四丙基氫氧化銨或四丙基溴化銨等，并且該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑與該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑可以為相同或相異的化合物，較佳以相同的該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑與該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑制備該方向性沸石膜，以達(dá)到沸石晶體成長(zhǎng)為連續(xù)膜效果。于本實(shí)施例中，該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑為四丙基氫氧化銨，該溶劑為水，且該前趨液是包含體積莫耳濃度為0.01～0.06m的該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，并將該第一金屬基材浸于該前趨液中約1秒后快速拉起，以獲得該第二金屬基材。在此需要說(shuō)明的是，由于該沸石晶體是以面積最大的一面抵接該金屬基材，與該金屬基材借助凡得瓦力作用得以緊密貼附，因此快速浸泡于該前趨液的情況下，該沸石晶體并不容易自該金屬基材表面掉落脫離。較佳地，該前趨液是包含體積莫耳濃度為0.02～0.04m的該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，以合成均勻緊密堆積的沸石晶體。

續(xù)將該第二金屬基材及該預(yù)定量的溶劑置放于該密閉容器中，并以100～550℃反應(yīng)至少15分鐘～60小時(shí)，在該密閉容器加熱反應(yīng)的過(guò)程中，該沸石晶體便持續(xù)沿b軸方向成長(zhǎng)，使該沸石晶體之間的縫隙消失，故本方法可用以制備大面積且連續(xù)的方向性沸石膜，該方向性沸石膜的厚度是可以根據(jù)該沸石晶體堆疊的層數(shù)調(diào)整，本實(shí)施例所獲得的該方向性沸石膜的厚度較佳為100nm～1.5μm，以使其呈現(xiàn)透明，進(jìn)而增加該方向性沸石膜后續(xù)的應(yīng)用性。另外，是在該溶劑不接觸該第二金屬基材的情況下進(jìn)行反應(yīng)，例如將該溶劑置于該密閉容器的底部，并將該第二金屬基材架高，以避免該溶劑接觸該第二金屬基材。所述的預(yù)定量，是指于加熱至100～550℃時(shí)，該預(yù)定量的溶劑將完全呈氣態(tài)，而不會(huì)以液態(tài)存在。對(duì)應(yīng)所選定的加熱溫度，并依據(jù)該溶劑的飽和蒸汽壓計(jì)算該預(yù)定量最大值，為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的通常知識(shí)者可以理解并實(shí)施。若該溶劑的總量大于該預(yù)定量的最大值，則在反應(yīng)過(guò)程中，該溶劑會(huì)于氣態(tài)與液態(tài)之間平衡，并形成大量微小液滴分散于該密閉容器內(nèi)的空間，進(jìn)而沾附于該第二金屬基材表面，使形成的方向性沸石膜厚度不均，并且容易破裂。于本實(shí)施例中，是將該第二金屬基材置放于容量為24.40ml的密閉容器中，該密閉容器為材質(zhì)是四氟乙烯的壓力釜，并加入0.01～0.02ml的溶劑加熱反應(yīng)，該溶劑為水。

此外，本案另可以于提供該沸石晶體的后，對(duì)該沸石晶體進(jìn)行焙燒，續(xù)將經(jīng)焙燒的沸石晶體平鋪于該金屬基材的表面。詳言的，是于適當(dāng)?shù)臏囟缺簾摲惺w一段時(shí)間，以去除附著于該沸石晶體的第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑。須特別注意的是，溫度過(guò)低將無(wú)法完全去除該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，而溫度過(guò)高則可能破壞該沸石晶體的結(jié)構(gòu)。此外，若焙燒時(shí)間過(guò)短則不易去除該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，而焙燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)耗費(fèi)過(guò)多能源，而使該方向性沸石膜的制造成本提高。于本實(shí)施例中，是將該沸石晶體于300～700℃下焙燒5分鐘至8小時(shí)，以去除該沸石晶體所包含的第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑。

理論上，由于該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑會(huì)附著并填充于該沸石晶體的孔洞中，因此，推測(cè)使用未經(jīng)焙燒的沸石晶體所制得的方向性沸石膜，由于其孔洞已由該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑填充，而可以具有較佳的抗腐蝕性質(zhì)。但是，本案發(fā)現(xiàn)，若先焙燒該沸石晶體，去除該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，續(xù)使用經(jīng)焙燒的沸石晶體制備該方向性沸石膜，并不會(huì)對(duì)該方向性沸石膜的抗腐蝕能力造成大幅度影響，同時(shí)將能夠提升該方向性沸石膜與該金屬基材的結(jié)合力，使其較不易剝落。

另需注意，一般而言，使用未經(jīng)焙燒的沸石晶體時(shí)，則可以將該第二金屬基材加熱至100～300℃進(jìn)行反應(yīng)，避免該第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑分解，使該沸石晶體仍包含大量的第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，以提升該方向性沸石膜的抗腐蝕能力。若使用經(jīng)焙燒的沸石晶體時(shí)，則能夠?qū)⒃摰诙饘倩募訜嶂?50℃以下進(jìn)行反應(yīng)，借助較高的溫度，提升該沸石晶體的粘合速率，有助于提升該方向性沸石膜的抗腐蝕能力。

因此，本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，是利用該前趨液少量地附著于該第一金屬基材表面以獲得該第二金屬基材，并且后續(xù)進(jìn)行加熱反應(yīng)時(shí)，是不必再另添加該前趨液，借此大幅減少該前趨液的使用，使本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法可以達(dá)到有效減少?gòu)U液產(chǎn)生量的功效。再且，是借助將沸石晶體平鋪于該金屬基板上，使該沸石晶體皆以其最大表面抵接該金屬基板，續(xù)進(jìn)行加熱反應(yīng)，使該沸石晶體沿著該金屬基板的表面生長(zhǎng)延伸并且彼此粘合，形成具有方向性的沸石膜，以連續(xù)且完整地包覆該金屬基材進(jìn)而提升抗腐蝕效果，并且使該方向性沸石膜僅需數(shù)百奈米的厚度即可達(dá)到良好的抗腐蝕效果。

為了證實(shí)該方向性沸石膜確實(shí)具有良好的抗腐蝕性，并清楚觀察該沸石晶體的態(tài)樣，是進(jìn)行以下試驗(yàn)：

(a)沸石晶體形貌

制備本試驗(yàn)沸石晶體的反應(yīng)液是借助取19.15g的去離子水，并與1.08g的40％的四丙基氫氧化銨混合均勻后，再加入1.39g的四乙氧基硅烷混合攪拌而成，將該反應(yīng)液于25℃下熟化4小時(shí)后放入24.4ml的該壓力釜中，以165℃的溫度水熱反應(yīng)10小時(shí)、12小時(shí)、14小時(shí)及15小時(shí)獲得該沸石晶體，其分別為第a1組～第a4組，且該沸石晶體的形貌是如圖1～4所示，該些圖是利用掃描式電子顯微鏡(sem)進(jìn)行拍攝所獲得。

第a1～a4組的該沸石晶體的縱橫比至少為2，且于水熱反應(yīng)的過(guò)程中是沿著b軸生長(zhǎng)。請(qǐng)先參照?qǐng)D1所示，當(dāng)水熱反應(yīng)時(shí)間為10小時(shí)(第a1組)，所制備的該沸石晶體尺寸約為1～2μm左右。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D2～3所示，該沸石晶體尺寸大小約為500～800nm，其厚度約為300～500nm。

(b)該第一金屬基板的形貌

本試驗(yàn)是將上述第a4組的沸石晶體撒布在該材質(zhì)為鋁鎂合金的金屬基材表面，并以研磨機(jī)轉(zhuǎn)速每分鐘60轉(zhuǎn)將該沸石晶體使其平鋪于該金屬基材上，以獲得第b組的該第一金屬基材，該第一金屬基材的sem影像是如圖5a～5b所示。請(qǐng)參照?qǐng)D5a及5b，此分別為該第一金屬基材的俯視及剖面sem圖，由此證明利用直接涂抹法，是可以將該沸石晶體以面積較大的一面整齊地平鋪于該金屬基板上，并借助研磨機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整該沸石晶體附著于該金屬基材表面的厚度。

(c)該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的濃度對(duì)該方向性沸石膜的形貌影響

本試驗(yàn)是取第b組的該第一金屬基材，將具有體積莫耳濃度為0.02m的第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑之前趨液附著于該第一金屬基材表面，以獲得該第二金屬基材，接著將該第二金屬基材置于溶劑量為0.01ml的密閉容器中，加熱至150℃的溫度反應(yīng)3小時(shí)，以獲得第c1組的方向性沸石膜。另利用體積莫耳濃度為0.04m的第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑之前趨液，制備第c2組的方向性沸石膜，其余條件皆與第c1組相同。本試驗(yàn)是針對(duì)第c1、c2組進(jìn)行sem影像拍攝，分別如第6a及6b(第c1組)、6c及6d(第c2組)圖所示。由圖6a～6d所示，可觀察到第c1、c2組的該沸石晶體之間互相粘合以形成明顯的薄膜，顯示借助本發(fā)明的方法可獲得該方向性沸石膜。

(d)以不同加熱時(shí)間制備該方向性沸石膜

本試驗(yàn)是取第c2組的各參數(shù)，并調(diào)整該第二金屬基材于該密閉容器中的反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)(第d1組)、6小時(shí)(第d2組)、12小時(shí)(第d3組)及60小時(shí)(第d4組)以制備該方向性沸石膜，并以該第一金屬基材作為對(duì)照組(第d0組)。本試驗(yàn)是將各組進(jìn)行x-光繞射(xrd)圖譜的量測(cè)，結(jié)果如圖7所示。由圖7可明顯觀察到該方向性沸石膜是具有b軸向的繞射峰，如(020)、(040)、(060)、(080)以及(0100)的特征峰皆屬于b軸向的信號(hào)，可證實(shí)該沸石晶體及利用該沸石晶體所進(jìn)一步制備的該沸石膜確實(shí)具有方向性，且是以b軸向?yàn)槠渖L(zhǎng)方向。

另外，增加另一對(duì)照組(第d0’組)，第d0’組為該金屬基板，并將各組以塔弗圖(tafelplot)進(jìn)行電化學(xué)分析，分析范圍為-2v至2v，掃描速率為5mv/s，是以直徑為1公分的圓與一分析溶液相接觸，該分析溶液為3wt％的氯化鈉，測(cè)試所得的數(shù)值及圖譜如下第1表及圖8所示。本測(cè)試中所使用的分析儀器為chinstrument公司所出品，型號(hào)為chi627d的電化學(xué)分析儀。

表1：不同加熱時(shí)間的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果

請(qǐng)參照表1及圖8所示，相較于第d0及d0’組的腐蝕電位-1.49及-1.54v/sce，第d1～d4組的腐蝕電位分別為-0.44v/sce、-0.45v/sce、-0.46v/sce及-0.87v/sce，由腐蝕電位顯示第d1～d4組相較于該金屬基板及該第一金屬基板具有更佳的抗腐蝕功效，且由上第1表也證實(shí)在該密閉容器中的加熱時(shí)間為3小時(shí)即可大幅提升抗腐蝕性，利用本發(fā)明的方法所制備的方向性沸石膜具備減緩腐蝕的效能也在腐蝕電流、極化電阻率及腐蝕速率的量測(cè)結(jié)果中呈現(xiàn)。

(e)以不同加熱溫度制備該方向性沸石膜

本試驗(yàn)是取第c1組的各參數(shù)，控制于該密閉容器中的反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)，并調(diào)整該第二金屬基材于該密閉容器中的反應(yīng)溫度為150℃(第e1組)、160℃(第e2組)、170℃(第e3組)及180℃(第e4組)以制備該方向性沸石膜，并以該金屬基材作為對(duì)照組(第e0組)，將各組進(jìn)行xrd圖譜的量測(cè)，結(jié)果如圖9所示，并將各組以塔弗圖(tafelplot)進(jìn)行電化學(xué)分析，分析操作條件是如上述，測(cè)試所得的數(shù)值及圖譜如下第2表及圖10所示。

第2表：不同加熱溫度的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果

由圖9可證實(shí)：該沸石晶體及利用該沸石晶體所進(jìn)一步制備的方向性沸石膜確實(shí)以b軸向?yàn)槠渖L(zhǎng)方向。另請(qǐng)參照第2表及圖10所示，當(dāng)將該第二金屬基材置入該密閉容器中以150℃進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，腐蝕速率相較于該金屬基材已有所提升，進(jìn)一步將溫度增加至180℃時(shí)，抗腐蝕的效果更加顯著，證實(shí)本發(fā)明方向性沸石膜的制備方法確實(shí)可獲得具有抗腐蝕效用的方向性沸石膜。

此外，本試驗(yàn)另包含將各組所得的該方向性沸石膜進(jìn)行sem影像拍攝，詳請(qǐng)參照第11a～11b圖(第e1組)、第12a～12b圖(第e2組)、第13a～13b圖(第e3組)及圖14(第e4組)。由上述的sem影像圖可以得知，借助本發(fā)明的方向性沸石膜的制備方法，是可獲得完整且大面積包覆該金屬基材的方向性沸石膜，且該方向性沸石膜是具有均勻的厚度，其厚度約為100～300nm。

(f)以經(jīng)焙燒的沸石晶體制備該方向性沸石膜

于本實(shí)驗(yàn)中，是將第a4組的沸石晶體置于一坩鍋中，于空氣自然對(duì)流的高溫爐內(nèi)，加熱至540℃并維持6小時(shí)，以去除該沸石晶體所包含的第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑。續(xù)于降溫至室溫后，將經(jīng)焙燒的沸石晶體平鋪于該金屬基材上，形成該第一金屬基材以作為對(duì)照組(第f0組)。另以四丙基氫氧化銨為該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，以水為該溶劑，制備含有0.02m第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑之前趨液，并將該前趨液附著于第f0組的第一金屬基材表面，以獲得該第二金屬基材。續(xù)將該第二金屬基材與該溶劑共同置于該密閉容器中，加熱至220℃反應(yīng)3小時(shí)，制得第f1組的方向性沸石膜。另以氫氧化鉀為該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，以上述相同條件，制備第f2組的方向性沸石膜。

此外，取上述第d1組的沸石膜，置于空氣自然對(duì)流的高溫爐內(nèi)，加熱至540℃并維持3小時(shí)以作為第d1c組，用以比對(duì)于成膜后進(jìn)行焙燒所能達(dá)成的效果。以塔弗圖對(duì)第f0～f2、d1及d1c組進(jìn)行電化學(xué)分析，分析操作條件是如上述。另對(duì)第f0～f2、d1及d1c組進(jìn)行膠帶剝離測(cè)試(peelingtest)，分別施以5n及25n的拉力。各組的電化學(xué)及膠帶剝離測(cè)試的結(jié)果如下第3表所示。

第3表：第f0～f2、d1及d1c組的電化學(xué)及剝離測(cè)試結(jié)果

由第3表可知，相較于第f0組，第f1、f2組的腐蝕電位、腐蝕電流、極化電阻及腐蝕速率皆下降，顯示第f1、f2組的方向性沸石膜具有良好的抗腐蝕性質(zhì)。此外，對(duì)照第d1組可知，第f1、f2組使用經(jīng)焙燒的沸石晶體，所制得的方向性沸石膜仍具有抗腐蝕特性，同時(shí)能夠提升該沸石膜與該金屬基材間的結(jié)合強(qiáng)度，提升其耐用性。另參照第d1c組，若是于成膜后方進(jìn)行焙燒，則無(wú)法提升結(jié)合強(qiáng)度，反而導(dǎo)致抗腐蝕性大幅下降。

綜上所述，本發(fā)明方向性沸石膜的制備方法是取用縱橫比至少為2的沸石晶體平鋪于該金屬基板表面，由于該沸石晶體本身具有方向性，使該沸石晶體在密閉容器中是沿著該金屬基板表面的方向生長(zhǎng)，而不會(huì)往其他方向延伸，使該沸石膜也具有方向性，且具有均勻的厚度，并得以完整披覆于該金屬基材的表面并形成致密的薄膜，進(jìn)而達(dá)到提高該方向性沸石膜的抗腐蝕性的功效。

此外，本發(fā)明所制得的方向性沸石膜是具有良好的致密度，以薄層即可保護(hù)金屬表面免遭腐蝕，進(jìn)而達(dá)到降低該方向性沸石膜的膜厚的功效。

再者，該前趨液附著于該第一金屬基板上，續(xù)借助該前趨液于高溫且密閉的環(huán)境下所產(chǎn)生的蒸汽，使該沸石晶體之間互相粘合，以獲得該方向性沸石膜。如此一來(lái)，是可以有效地利用該前趨液中的該第一結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，且于該密閉容器加熱反應(yīng)的過(guò)程中不需另添加該前趨液，以大量減少反應(yīng)廢液產(chǎn)生，進(jìn)而降低制備該方向性沸石膜對(duì)環(huán)境造成的污染的功效。

又，由于該沸石晶體是沿著固定方向生長(zhǎng)，使該方向性沸石膜僅須具有薄薄的厚度便可發(fā)揮良好的抗腐蝕性，因此借助本發(fā)明的方法是可以制備獲得厚度為30nm～1.5μm的透明的高方向性沸石膜，使該方向性沸石膜得以廣泛地應(yīng)用于各種需透光的抗腐蝕用途上，進(jìn)而達(dá)到增加該方向性沸石膜的應(yīng)用性的功效。

另外，呈扁平狀的該沸石晶體是自動(dòng)以面積較大的一面排列于該金屬基板上，因此僅須采用研磨該沸石晶體，即可使該沸石晶體完整且均勻地平鋪于該金屬基板，且于該密閉容器中反應(yīng)3小時(shí)即可制備該方向性沸石膜，相較于該現(xiàn)有沸石膜需反應(yīng)至少12小時(shí)的制備，是可以節(jié)省反應(yīng)所需時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到簡(jiǎn)化工藝的功效。

本發(fā)明另借助先焙燒該沸石晶體，續(xù)利用經(jīng)焙燒的沸石晶體制作該方向性沸石膜。如此一來(lái)，該方向性沸石膜仍具有抗腐蝕性質(zhì)，同時(shí)更能夠大幅提升該方向性沸石膜與該金屬基材的結(jié)合強(qiáng)度，進(jìn)而達(dá)到提升該方向性沸石膜的耐用性的功效。