航天器在高真空环境运行时,所用非金属材料释放的有机分子污染物易沉积在航天器敏感部件表面,严重影响航天器的性能和使用寿命。沸石分子筛材料含有丰富孔道结构,具有独特的分子吸附特性,可用于在轨分子污染物的吸附控制。
航天器在高真空环境运行时,所用塑料、黏合剂、润滑剂、有机硅、环氧树脂、胶带、溶剂及其他一些非金属材料会缓慢释放小分子碳氢类化学物,酸酯类、硅氧烷等有机分子污染物;这些分子污染物易沉积在航天器的光学系统、热控系统和电池板等敏感部件表面,使航天器的性能下降,甚至影响航天器的使用寿命。此外,这些有机分子污染物也会沉积在载人舱或真空室内,影响航天员的身体健康和敏感部件的性能。随着空间技术的发展,对航天器的精度、寿命要求越来越高,亟需解决在轨分子污染问题。
在民用领域,利用多孔材料对有机分子污染物进行吸附控制,是一种简单方便、低成本的有效方法。其中,沸石被认为是一种优异的吸附剂材料,其特点包括:1)孔隙发达,比表面积大,一般可达500m2/g;2)具选择吸附性,孔径分布均匀一致,孔径大小与有机挥发污染物分子动力学直径相当;3)低压吸附性能优异,沸石分子筛属离子型极性吸附剂,孔道表面高度极化,孔道内部有强大的库仑场和极性,易于吸附极性较强、极化率较大的分子。近年来,沸石分子筛材料受到越来越多的关注,特别是沸石分子吸附涂层,已经被广泛应用于航天器的在轨污染物控制领域。