新型介孔材料MCM—41的研究进展(表征).pdf

化学tf}界

新型介孔材料MCM一41的研究进展

柴金岭，张高勇，李干佐，张越
(1．中国日用化学工业研究院表面活性剂国家工程中心，山西太原030001；
2．山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室，山东济南250100)

摘要：从合成和表征等方面介绍了新型介孔材料MCM一41的研究进展，讨论了影响材料结构，孔
径和稳定性的因素。
关键词：表面活性剂；介孔材料；合成，表征
中图分类号：TQ127．2TQ133．1文献标识码：A
文章编号：0367—6358(2002)11-0604—05

ResearchProgressofMesoporousMolecularSieveMaterialsMCM一41

CHAIJin—ling‘。。ZHANGGao—yong．IAGan—ZUO．ZHANGYue

t1．StateEngineeringCenter(Surfactants，ChinuResearchInstitHteo／I)ailyChemcaejndltstry，ShunTuiylmn030001．Chlnul
2KeyLaboratoryforColloidandInterfaceChemistryofStateEducationMinistry，ShandongUniz，ersity，Shandong．1inan250100．China)

Abstract：ThedevelopmentofmesoporousmolecularsievematerialsMCM一41hasbeenreviewed，which

includingpreparationandcharacteristicsofthiskindofnovelmaterials．Factorsinfluencingthestructure，

porediameterandstabilityofMCM一41werealsodiscussed．
Keywords：surfactant；mesoporousmolecularsievematerial；preparation；characteristics

1992年，MobilOilCompany的研究人员用表溴化铵(CTAB)和水为原料，在一定条件下反应制
面活性剂液晶模板法合成出了结晶硅酸盐／硅铝酸备MCM一41的方法l2]。此后，人们对该合成进行了
盐介孔分子筛系列材料M41S_l]，该系列材料包括深入探索。在不同反应温度(室温～150。C)、不同反
六方状的MCM一41、立方状的MCM一48和层状的应时间(0．5～240h)、不同pH(酸性l3或碱性[4)、
MCM一50等，其孔道呈规则排列，孔径在1．5～10不同表面活性剂[如阳离子型的烷基三甲基氢氧
nm范围内可连续调节，具有巨大的比表面积(1000(卤)化铵l2]，阴离子型的十六烷基磺酸类_3或非离
m／g)和良好的热及水热稳定性。该材料的出现，将子型的伯胺等]、不同硅源[如有机硅化合物四烷
沸石的微孔规则半径扩展到了介孔区域，使沸石中基正硅酸盐(TMOS、TEOS和TBOS)和无机硅化
难以完成的大分子催化、吸附和分离等过程变为可合物如二氧化硅(沉淀法或气相法)]及不同反应物
能，显示出广阔的应用前景。近年来M41S介孔分子配比和混合方式等条件下，均制得了介孔类材料，但
筛，尤其是MCM一41的合成及性质已成为国内外热材料的结构(六方状、立方状和层状等)及性能不尽
点研究课题之一。相同。
1合成1．2掺杂原子MCM一41的合成
1．1MCM一41的合成由于全硅MCM一41材料骨架网络中缺陷少，催
Beck等最早报道了用硅酸钠、十六烷基三甲基化活性不高，因此人们往骨架中引入其它金属离子

收稿日期：2001一lO一22；修回日期：2002—05—2l
基金项目：国家自然科学基金资助面目(编号：29903006，29973023)
作者简介：柴金岭(196l～)，男，博士生．从事表面活性剂物理化学方向研究。张高勇：中国工程院院士

第11期化学世界

或其它物种，以使改性后的介孑L材料具有不同的结7。C有三个小峰(110)(200)(210)。这些峰的位置与
构与活性，能用于酸性、碱性或氧化还原催化过程。六方品格hko衍射峰的位置吻合。换言之，若制得
例如，往MCM一41中引入四配位铝(AIⅣ)后，能形的介孑L材料出现上述衍射图案时，即可判定为六方
成质子酸中心，成为多数酸催化反应的活性中心_6j。介孑L结构。用布拉格公式：：=2dsin0可计算晶面指
从催化氧化还原反应的角度来看，MCM一41中数d。。值，据a。一2d／3“。求得晶胞参数a。。
引入金属元素很有意义。许多金属元素，如过渡元素文献中通常采用XRD图谱中(