中孔材料(介孔材料)介绍
来源:    发布时间: 2013-05-26 12:34   2120 次浏览   大小:  16px  14px  12px
中孔材料(介孔材料)介绍

中孔材料(介孔材料)的孔径分布在2.0—50.0nm之间,目前工业上广泛采用的择形催化反应一般都是在孔径为0.5—0.6nm的分子筛上进行的。对于大分子反应,小孔径的分子筛难以发挥作用,开发一种较大孔径的新型材料无论在科学研究上还是在工业生产上都具有极其重要的意义。1992年美国Mobil公司首先人工合成了具有中孔结构的氧化硅和硅铝酸盐[1]。由于中孔材料在电致变色、固体电极元件、催化剂、吸附剂、生物分离等方面的潜在用途[2],引起了各国科学家的广泛关注。自此以后各国科学家在中孔材料的合成方面做了大量的研究工作,开发出了多种合成技术并制备出了多种多样的中孔材料,并在其应用方面开展了一些卓有成效的研究工作。

有序介孔材料是上世纪90年代迅速兴起的新型纳米结构材料,它一诞生就得到国际物理学、化学与材料学界的高度重视,并迅速发展成为跨学科的研究热点之一。有序介孔材料是以表面活性剂形成的超分子结构为模板,利用溶胶—凝胶工艺,通过有机物—无机物界面间的定向作用,组装成孔径在 2~30nm 之间孔径分布窄且有规则孔道结构的无机多孔材料。有序介孔材料引起广大科研人员的注意是在 1992 年 Mobil 公司的科学家们制备出 M41S 系列的有序介孔氧化硅铝材料以后。

介孔材料的发展,不仅将分子筛由微孔范围扩展至介孔范围,而且使得大分子吸附、催化反应、药物存储、运输等工业,医药应用得以实现。
事实上,有序介孔材料的合成早在 1971 年就已经开始,只是 1992 年 Mobil 公司的报道才引起人们的注意,并被认为是有序介孔材料合成的开始,科学家们利用表面活性剂作分子模板合成了 M41S 系列的介孔材料,包括 MCM-41 (六方相)、 MCM-48 (立方相)和 MCM-50 (层状机构)。这个成功可以和 Mobil 的科学家们在 20 世纪 70 年代的另一成果, ZSM-5 的成功合成相提并论。这两个例子都是通过控制孔道尺寸和形状来得到有特殊分子筛性质的多孔材料,沸石的微孔将反应物的尺寸限制在约 1nm 以下,即使通过孔道修饰与改性,也受到孔径尺寸的限制,介孔材料的出现为这些问题的解决提供了可能。介孔材料具有规则的介孔孔道( 2~50nm ),较大的比表面积和孔道体积,这是介孔材料的特点与结构优势,另一方面介孔孔道又无定型孔壁构成,因此与微孔分子筛相比,介孔材料有较低的热稳定性和水热稳定性,近年来 SBA-15 、 MAS-7 和 MAS-9 的出现在一定程度上改善了这方面的弱点。但是介孔材料有其特殊的优点,这就是他的骨架原子的限制比沸石的小的多,理论上讲,任何氧化物或氧化物的复合物,无机化合物甚至金属都可以成为介孔材料化合物,事实上,也已经有多种非硅介孔材料被合成出来,如 TiO2 、 ZrO2 、 Al2O3 、 Ga2O3 等。
有序介孔材料虽然目前尚未获得大规模的工业化应用,但它所具有的孔道大小均匀、排列有序、孔径可在2-50nm范围内连续调节等特性,使其在分离提纯、生物材料、催化、新型组装材料等方面有着巨大的应用潜力。

 

上一页:二氧化硅的适用范围

下一页:中孔材料的分类及生成机理

 
联系在线客服
 
QQ  显达仪器