中孔材料的分类及生成机理
来源:    发布时间: 2013-05-26 12:36   2183 次浏览   大小:  16px  14px  12px
中孔材料的分类及生成机理

中孔材料按其合成时所用模板剂的不同(因而合成机理不同)可以大体上分为以下几类:①  M41系列,包括六方形MCM-41\立方形MCM-48以及层状MCM-50。一般采用阳离子表面活性剂(如十六烷基三甲基溴化铵CTAB)作为模板剂,在碱性或酸性条件下合成中孔材料。一般认为此类中孔材料是通过静电吸引力作用而成,包括S+I-、S-I+、S-M+I-和S+X-I-等机理;② 二是用伯胺或聚乙烯醇作模板剂,在中性条件下通过氢键的自组装而成的中孔材料,如HMS和MUS其生成机理属于S0I0类型。该类中孔材料的特点是孔径单一、孔壁厚、热稳定性好;③第三类是用聚氧乙烯-聚氧丙烯三段共聚物作为模板剂在酸性条件下合成的中孔材料,例如SBA-15。其特点是有序性好,孔径大(高达50nm)并且孔壁厚(通常在3-9nm),因而其热稳定性好。该类中孔材料的另外一个特点是模板剂容易除去。各类中孔材料基本上都是在水相中合成的。

化学化工领域
有序介孔材料具有较大的比表面积,相对大的孔径以及规整的孔道结构,可以处理较大的分子或基团,是很好的择形催化剂。特别是在催化有大体积分子参加的反应中,有序介孔材料显示出优于沸石分子筛的催化活性。因此,有序介孔材料的使用为重油、渣油等催化裂化开辟了新天地。有序介孔材料直接作为酸碱催化剂使用时,能够改善固体酸催化剂上的结炭,提高产物的扩散速度,转化率可达90%,产物的选择性达100%。除了直接酸催化作用外,还可在有序介孔材料骨架中掺杂具有氧化还原能力的过渡元素、稀土元素或者负载氧化还原催化剂制造接枝材料。这种接枝材料具有更高的催化活性和择形性,这也是目前开发介孔分子筛催化剂最活跃的领域。
有序介孔材料由于孔径尺寸大,还可应用于高分子合成领域,特别是聚合反应的纳米反应器。由于孔内聚合在一定程度上减少了双基终止的机会,延长了自由基的寿命,而且有序介孔材料孔道内聚合得到的聚合物的分子量分布也比相应条件下一般的自由基聚合窄,通过改变单体和引发剂的量可以控制聚合物的分子量。并且可以在聚合反应器的骨架中键入或者引入活性中心,加快反应进程,提高产率。

 

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