有序介孔材料的合成及表征方法.pdf

材料导报2002年9月第16卷第9期

‘
有序介孔材料的合成及表征方法

刘建红杨儒刘家祥李敏严彩霞

,,
(北京化工大学材料科学与工程学院可控化学反应科学与技术基础教育部重点实验室北京100029)

、、、
摘要由于介孔材料在化学工业信息通讯生物技术环跪能源等领域具有种种潜在的用途,近年来倍受关

。、。
注总结了多种有序介孔材料合成与制备的研究影响因素及常用的表征方法
关键词有序介孔材料合成表征

SynthesesandCharacterizationofOrderedMesoPorousMaterials

LIUJianhongYANGRuLIUJiaxiangLlMinYANCaixia

.
(KeyLabofSeleneeandTeehnologyofControllableChemlealReaetlons,BUCT,MinistryofEdueatlon,Be1JingIDoo29)

AbstraetInreeentyears,orderedmesoporousmaterialshaveattraetedgreatinterestfortheirpeeuliarpro-

poertiesandshowntheirpotentialforwideaPplieationinmanyfieldssuehasehemiealindustry,informationteehnolo-

.
gy,biomaterialengineering,andenvironmentProteetionThesynthesiseourse,synthesismeehanismsandeharaeteriza-

.
tionareeoveredinthisreview

,,
Keywordsorderedmesoporousmaterialssynthesiseharaeterization

上世纪90年代以来,有序介孔材料由于其特殊的性能己表1几种不同的合成路线

。
成为目前国际上跨学科的研究热点之一[lj从最开始的硅基Table1Severalsynthesispathways

,··
介孔材料到其它非硅基介孔材料各种形貌及结构的介孔材合成路线活性剂类型无机物源示例[5’,」
。,
备出川于构的有:
料被制来由介孔材料结特殊性这种材料着阳离子型阴离子型HfO
:,;直接路线
奇异的特性田¹孔道成形良好孔径均一º孔径尺寸在一阴离子型阳离子型FeZO3
;
;+一、
定范围内可以调控»具有较高的热稳定性和耐水解性¼基SXI士阳离子型+一阳离子型AIPO
。媒介路线
于微尺上的性孔当有广阔一+万n2
观度高度有序有序介材料是前具SMI阴离子型阴离子型Z0
,、、
应用前景的一类功能材料它在电器川分离纯生物一
光件提中性路线s0/NOI飞非离子型或中性+非离子型或中性HMSC
、
材料、催化新型复合材料,[’5〕等方面有着潜在用途,在化学工

、、、
业信息通讯工程生物技术环境能源等诸多领域具有重要1门合成机理
。
的应用价值,
目前在多种有序介孔材料合成机制的观点中以Beck
;
飞介孔材料的合成等川提出的液晶模板机制(LcT)有一定代表性在LcT机制
一
假设中,就MCM41的制备过程提出了两种形成介孔相的可
,
尽管制备有序介孔材料的方法有多种但其核心方法还。’‘一
能路线而Chen等川利用NNRM研究了活性剂胶束自组
是溶胶一凝胶法,基本过程是:采用表面活性剂为模板剂,以其
装成棒状胶束的过程,认为棒状胶束随机地与硅源作用得到
形成的超结为,过一过,无与
分子构模板通溶胶凝胶程在机物,

,、的管筒状硅层环绕在胶束的外表面随后自发地形成长程有
有机物之间的界面引导作用下自组装成孔径为2一50nm孔
。
eeetronparaagnetie
。、序的介孔外表相基于电子顺磁共振(lm
径分布且孔道结则的孔无团
窄构规有序介材料根据机基表,,:
resnanceEPR)另一种相似的机制[10〕被提出来首先棒状胶
面活性剂所带电性及活性剂本身的一些特殊性质(如特殊的
;,
,+一、一+、+一、一+一、。包裹住硅酸根呈六序列二步硅子
官能团)反应体系可分为毯IsIsxI+sMIS/束离子并方有排第酸根离
,,
oo;,-一,r一;十a},十。在胶束内表面凝胶化促使无机相的硬化即得到介孔的中间
Nl其中X=CIBM=NK(表1)
。
,目
模板剂的选择主要从其基本性质考虑如临界胶束浓度丰
“、一、
、++一一+一,
(CMC)、所带电荷极性、活性剂分子链长度液晶形成过程等在SISI+SMI+或SMI这几种合成体系中

。一,
方面在高浓度的表面活性剂存在下,易溶的介孔相较容易形无机有机复合物的形成是基于电