介孔材料简介

介孔材料简介07级无机刘振濮目录孔材料与介孔材料介孔材料出现与分类介孔材料的特点介孔材料的合成方法介孔材料的表征手段介孔材料的应用介孔材料的展望孔材料与介孔材料孔材料微孔（micropore):孔径小于2nm介孔（mesopore):孔径2——50nm大孔（macropore）：孔径大于50nm超微孔：小于0.7nm的微孔宏孔：大于1μm的大孔介孔材料出现与分类介孔材料出现的标志：

1992年Mobil的科学家Kresge等人首次运用纳米结构自组装技术制备出具有均匀孔道、孔径可调的介孔SiO2，命名为MCM—41。介孔材料出现与分类立方相MCM—48层状结构MCM—50介孔材料出现与分类按照化学组成：

硅基介孔材料

分为纯硅介孔材料和掺杂其他元素的介孔材料两大类。纯硅介孔分子筛材料包括MCM、SBA、FSM、HMS、MSU等结构。

非硅基介孔材料

包括碳、过渡金属氧化物、磷酸盐以及硫化物。相对于硅基材料，非硅基介孔材料由于热稳定性较差，焙烧后孔道容易坍塌，而且比表面积低，空体积较小，合成机制还不够完善，因此目前对非硅基介孔材料的研究尚不如对硅基介孔材料研究活跃。但由于其组成的多样性所产生特性，光电以及催化等，在固体催化、光催化、分离、光致变色材料、电极材料、信息储存等应用领域存在广阔的前景，因此日益受到人们的关注。介孔材料出现与分类按照介孔是否有序：无定形(无序)介孔材料

孔径范围较大，孔道形状不规则，如普通的SiO2气凝胶、微晶玻璃等。有序介孔材料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，通过有机物和无机物之间的界面定向导引作用组装成一类孔径约在2~50nm，孔径分布窄且有规则孔道结构的无机多孔材料。有序介孔材料是20世纪90年代初迅速兴起的一类新型纳米结构材料，它利用有机分子表面活性剂作为模板剂，与无机源进行界面反应，以某种协同或自组装方式形成由无机离子聚集体包裹的规则有序的胶束组装体，通过煅烧或萃取方式除去有机物质后，保留下无机骨架，从而形成多孔的纳米结构材料，在催化、吸附、分离及光、电、磁等许多领域有着潜在的应用价值。介孔材料的特点具有规则的孔道结构孔径分布窄，且在2~50nm之间可以调节经过优化合成条件或后处理，可具有很好的热稳定性和一定的水热稳定性颗粒具有规则外形，且可在微米尺度内保持高度的孔道有序性介孔材料的合成方法溶胶-凝胶法水热合成法微波辐射合成法相转变法沉淀法目前应用最多溶胶-凝胶法以不同类型的模板剂(如表面活性剂)所形成的超分子自聚体为模板，通过溶胶-凝胶过程，在无机物与有机物之间的界面定向引导作用下自组装成介孔材料。根据模板不同可分为：表面活性剂模板、嵌段共聚物模板和有机小分子模板等。近年来，用配位体辅助模板机理成功地合成了许多具有稳定结构的非硅组成的有序介孔材料。水热合成法高温高压下在水(水溶液)或溶剂、蒸汽等流体中进行合成反应，常与其他合成技术相结合。该方法是模拟天然沸石矿物的合成条件来进行的介孔分子筛合成方法，其合成的一般过程是将一定量的表面活性剂、酸或碱加入到水中组成混合溶液，再向其中加入无机源形成水凝胶，然后在高压釜中升高至一定温度，通过自生压力晶化处理，再经过过滤、洗涤、干燥、煅烧或萃取以除去模板剂，最后得到有序的介孔材料。微波辐射合成法晶化阶段用微波辐射合成了介孔材料MCM-41全微波辐射法，即晶化和脱模均在微波作用下合成出MCM-41微波辐射加热不同于传统的加热方式，它是在电磁场作用下，通过偶极子极化使体系中的极性分子急剧扭转、摩擦产生热量来实现，具有内外加热、升温速度快、高效节能、环保卫生等优点。利用全微波辐射法合成MCM-41介孔分子筛，整个过程用时不到5h。和水热法相比，合成时间大大缩短，同时利用微波技术，高效节能，操作便利，环境污染少。介孔材料的表征手段介孔材料表征