介孔材料范文

介孔材料范文介孔材料范文 介孔材料mesoporous crystallinematerial MCM Santa Barbaraamorphous material SBA Michigan StateUniversity MSU MCM是由80 的泥土与水溶性添加剂烧制而成 是氧化硅介孔分子筛SBA也是介孔硅分子筛MUS是中孔分子筛介孔 是指孔径在2 50纳米之间孔 至于 介孔 这个名称的由来 我想是介于 微孔 和 大孔 之 间吧 它的另外一个名字就是 中孔 恩 在两者中间 一个意思 至于最早合成出介孔材料者 目前国际上公认的和推崇的 是Mobil group在1992年发表在JACS上的 用基于溶胶 凝胶过程的自组装法 制备的mesostructured silicates M41S 其基本过程包括一种silica precursor tetraethylorthosilicate TEOS 的在碱性条件下的水 解 也可以用硅酸钠做precursor 生成带负电荷的silicate nanocluster 然后与带正电荷的表面活性剂分子 也被更广泛的称 作structure directing agent 就如tetramethyammonium hydroxide和tetrapropyl hydroxide等用于zeolite Y和ZSM 5的合成中 形成的胶束经由静电作用聚合成复合胶束 复 合胶束彼此之间再自组装成mesostructure 这种自组装形成的结构足够稳定 因为复合胶束彼此间表面的硅羟 基相互聚合 形成比较健壮的网状结构 在去掉表面活性剂分子后 直径在几个纳米范围的介孔材料便生成 了 常用的去除表面活性剂分子的方法有酸性醇溶液溶解法和高温煅烧 法 空气 550摄氏度 6h 这两者方法各有优劣溶解法的优点是操作温度低 孔结构收缩较小 实用于制备害怕高温煅烧的mesostructure 缺点是难以完全去除 表面活性剂分子 而且孔壁内部的silicate交联程度低 过多的表 面羟基导致其憎水性差 不适合做某些要求严格无水的催化反应 最值得一提的是 M41S系列的介孔硅 孔径分布非常均一 因而具 有对大分子的选择性 在具体介绍介孔硅前 先来个插曲另外一拨儿日本科学家 也在几 乎于Mobil group同时生成发现了介孔结构的物质 他们是对层状结构的clay进行处理 使得silicate层收缩合并 生 成六方结构 不过他们的工作好像发表在日本国内的杂志上 因而影响力不如Mob il的大 此外 严格来说这不是一个bottom up的合成 而是从层状结构转变而来 顾其合成不是很有普遍性 而且操作起来不是很容易 好 继续忽悠M41S 在这个M41S里 有个MCM系列的三个代表 人物 是早期介孔材料 中非常出名 而且研究最广泛 最深入的 首先 这个 MCM 是什么意思呢 开始我就想 是不是 Make CoolMaterials 啊 呵呵 现在虽然发现不是 但是挺合适的 后来知道 是 Mobil Compositionof Matters 的意思 这MCM 三剑客 是 MCM 41 MCM 48和MCM 50 其中MCM 41是六方介孔结构 相当于一堆管子堆在一起放在平地上 怎么排最稳定呢 当然是六方结构 它的空间群是p6mm 当时Mobil的科学家在解释形成有序的六方结构时 也是用的 能量 最低 原理 到目前为止 已经有很多文章研究探讨用MCM 41做催化剂载体了 不过呢 这种MCM 41的六方结构在做催化应用时并不是最理想的 因为反应物和产物只能在二维的管道中流动 而不能在管道间穿梭 你想啊 这个六方的管道是个 直肠子 前口儿吃进去了 很快 就从后面出来了 当然 也有从后面吃进去 前面出来的 反应物在颗粒内部停留 时间短 因而与催化剂接触不够充分 故对产率影响很大 于MCM 41不同 MCM 48具有一个三维联通的孔道结构 它的空间群是Ia 3 d 也称作是gyroid 这个词儿咋翻译 螺旋形的 该结构比较 好 很联通 适合做催化 但是有点儿小复杂 另外一个比较要命的不足是 MCM 48的合成配方在一个比较小的组 分范围内 也就是说 不是那么好做出来 第三个呢 是MCM 50 这是一个层状结构的东西 而且只能称之为 mesostructure 而不 是 mesoporous 因为这个clay结构一旦移除了表面活性剂形成 的layer就塌了 塌得一塌糊涂 惨不忍睹 没孔 根本就没孔儿了 不过呢 如果把MCM 50的层状结构给拆开 就象掀开千层饼一样 然后把silicate layer和其它的东西 比如说高分子啥的混起来 就可以形成复合材 料啦 恩 nanoposite 好像最近很热的样子 不过呢 这MCM 41啥的也不是说就马上可以用到催化反应里了 可 以和zeolite竞争了 为什么呢 首先 致命的缺陷是水热稳定形差 搞到沸水里煮个个把星期的就完蛋了 或者孔就坍塌 堵住了 那还催化谁去啊 为啥这菜呢 大家都认为这个MCM的东西啊 介孔的孔壁是无定形的 amorphous的 所以一煮呢 Si O键发生水解和重新交联 导致结构损坏 所以啊 人们都希望哪天能整出来个mesoporous的东东 墙壁里是z eolite的结构 zeolite水热稳定性好啊 想想看 zeolite很大一部分用在石油工 业中 什么热裂解啊 重整啥的 都在高于水沸点的温度 好文章 写得通俗易懂 二楼的太有才了 是不是讲评书出身的 另外补充一下 SBA 15应该是上海复旦大学赵东原院士在美国加州大学santa barbara分校合成出来的中孔材料吧 15我想应该是合成出来的第十 五个样品MAbJ 3 RnP YB1oz wgYjAFxcO3ff1K7rxr8M3hi6SgCKGp oEHxa L 96 z bg9Yq P OoU4b5WqS Wy irn6M5l pf tR KiO 1 JbBONAaH KeGUW LnW8hd C cg7UlJUSDcHZ XD6wJJw6D X ZHbDSUJlU6gc C dg7VmLWUFeK HaANN AbI 0 NiKZJy aK 63WtX48 N fDPNz7DW VB5vIJw7FZ KfI XZPr enk4L5n ri yX TsY8e7XrR Uu dmh E cf5RhEOL w3xPTLq gsrdX jCJCjXdrsg p LTPx3vLOEhR4fc E gld uT RqX6d7XrS Wx hqm4K3jmc qNYWGeJ YD5vHHt3AT UB6xLNBdL 62VrU04 I8wHEp s L QIo g ssfZmGNHp lzBq1A2b8 x 7b1PgEPNy6CUZSy0qDDq0ySZUB6yMODfP1a6 x 7b2QhF QOA8E W VB4uH Hu5CX ZHcETVKnW8if F gk bZrP ZLjP 4 NgHUVIjQ194WrT 1 D3pzwgX hyDu8K a9 E0jpj C 67 G4pxsaQ8oqg tQ XHeJ WB3rDC o uNUNu 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