介孔材料的结构特点和应用前景

发布 2021-06-03 02:43:28 阅读 7014

作者:刘扬林段学臣刘淑云。

**:《科学与财富》2023年第11期。

摘要:介孔材料具有良好的热稳定性、较好的水热稳定性、规则外形和巨大的表面积,被广泛应用在各个领域。文章介绍了介孔材料的分类、结构特点、合成机理和应用前景。

关键词:介孔材料;硅基材料;合成机理;结构特点;应用前景。

当今世界的新技术革命进行的如火如荼,尤其在新型材料这一方面更是风起云涌,在不断被科学家开发和发现的新型材料中,多孔材料一直被世界各国科学家们广泛关注,由于多孔材料具有多孔结构,而且拥有巨大的表面积,被广泛应用在各个领域。

1 介孔的定义和结构特点。

最初人们根据材料的吸附功能定义了多孔材料,后来,科学家利用孔的不同来区别多孔材料,根据多孔材料中孔径尺度来分辨,将多孔材料定义三种类型:孔径大小在2nm以下的多孔材料被定义微孔材料;介于2nm与50nm之间的被定义为介孔材料;大于50nm的多孔材料被定义为大孔材料。常见的多孔材料孔径分布见表1所示。

表1 多孔材料的分类及其实例。

与经典的微孔分子筛相比,介孔材料具有特殊的优点,不仅拥有相对较大的孔径,同时比表面积和孔壁厚度也表现出众,而且具有更强的稳定性;介孔材料孔道的大小在一定范围内连续可调,可用作纳米级的反应场所。

介孔材料是以表面活性剂作为模板剂,通过乳化或微乳、溶胶--凝胶等化学方法,利用无机物和有机物两者间的界面作用,从而组装生成的无机介孔材料。

介孔材料的主要特征有以下几点:具有规则的孔道结构,在x射线衍射图谱上的低角度方向有强的bragg衍射峰存在;孔径的分布窄,孔径的大小可以在1. 5~10 nm 之间进行调节;具有极大的比表面积,可以高达1 000 m2/ g;通过把合成条件优化或者经后续处理,介孔材料具有良好的热稳定性和较好的水热稳定性;介孔材料具有规则外形,并且可以在微米尺度内保持高度良好的孔道有序性;在介孔材料的表面富含大量的不饱和基团。

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