表面活性剂模板法制备介孔材料

自从发现M41S系列介孔分子筛以来,人们对介孔材料的研究越来越活跃.在介孔材料的制备方面,用表面活性剂作模板来组装的方法有着重要的地位.对介孔材料的研究工作进行了简要介绍,讨论了介孔材料的形成机理、制备和影响介孔材料结构的因素.     

介孔泡沫及手性介孔材料的制备与应用

介孔泡沫材料具有超大介孔、开放式孔结构、孔径可调等特点,在催化剂载体、酶固定等领域具有明显的优势.手性介孔材料除了具有常规介孔材料的特点外还具有手性,因此在立体化学领域具有潜在的研究与应用价值.综述了介孔泡沫材料以及手性介孔材料的合成与应用.     

晶态介孔材料研究新进展

有序介孔材料从非晶态向结晶态的转变无疑是介孔材料这一领域的重大突破.对目前国内外在晶态介孔材料研究领域的新进展进行了综述,着重介绍了具有代表性的晶态硅基和钛基介孔材料,展望了介孔材料在21世纪的发展及应用趋势.     

模板法制备TiO2介孔材料的研究进展

TiO2介孔材料在催化、吸附及分离等领域具有十分重要的应用,是当今介孔材料研究的热点之一。本文综述了介孔材料的分类,概述了模板法制备TiO2介孔材料的机理及不同类型的模板剂在TiO2介孔材料制备中的应用,指出了模板剂脱除过程中存在的问题,并对介孔材料的研究和应用前景进行了展望。     

介孔分子筛膜的制备及应用

介孔分子筛膜是最近十几年新兴的研究领域,它的出现丰富了有序介孔材料的研究范畴,拓宽了介孔材料的应用范围.作为一种新型的无机膜,介孔分子筛膜不仅具有微孔无机膜的优点,还在大分子催化分离领域具有潜在的应用价值.本文主要介绍了国内外近年来在无机介孔分子筛膜制备和应用方面的最新研究进展,并指出介孔分子筛膜目前存在的主要问题是热稳定性和水热稳定性差,导致其实际应用受到很大的限制.介孔分子筛膜今后主要的发展方向是加强其热稳定性和水热稳定性的研究,此外,制备取向生长的介孔分子筛膜,实现结构优化,将会成为今后介孔膜发展的新的热点.     

介孔组装纳米颗粒

利用介孔材料的纳米孔道组装纳米颗粒可获得单分散性的功能材料.本文中介绍了介孔材料的基本特性和水热法、溶胶-凝胶法、微波法等合成技术,作者率先开发了从硅酸盐矿物通过机械活化浸出来合成微介孔材料的新方法.阐述介孔材料组装精细单质、硫化物、氧化物和复合纳米颗粒的相关技术和功能化特性,分析纳米颗粒的介孔组装机理,总结了分形在介孔材料组装体系表征中的应用,并展望介孔组装纳米颗粒的发展前景.     

晶态过渡金属氧化物介孔材料的合成进展

过渡金属氧化物介孔材料是继介孔氧化硅之后引起广泛关注的研究热点,而晶态时过渡金属氧化物介孔材料的性质及广泛应用起着决定性的作用.从合成角度综述了硬模板和软模板法制备有序晶态过渡金属氧化物介孔材料的研究进展,并且展望了介孔材料的发展趋势.硬模板法制备的介孔材料比软模板法有更好的有序性,而软模板法合成过程简便,有更好的工业应用前景,但需解决材料的有序介孔结构热稳定性差的难题.     

离子液体在介孔材料制备中的应用

离子液体作为一种新型绿色环保溶剂,本身独特的性质完全可以替代并超过普通的有机溶剂,因而用它来合成介孔材料引起了广大科技工作者的关注.综述了离子液体分别作为溶剂、共模版和模版表面活性剂用于制备介孔材料的最新进展,并对离子液体应用于介孔材料制备中的发展方向和研究热点进行了分析和展望.     

复合模板法制备非硅基介孔材料的研究进展

综述了利用阴离子、阳离子、非离子表面活性剂及非表面活性剂复合模板制备氧化钛、氧化铝及掺杂介孔材料等非硅基介孔材料的研究进展,探讨了复合模板在无机-有机协同自组装过程中的作用,并展望了未来复合模板在介孔及介孔复合材料制备、性能研究中的前景.     

基于AAO模板的一维介孔材料的研究进展

综述了基于AAO模板合成典型一维介孔材料(介孔二氧化硅、介孔二氧化钛、介孔碳)的研究现状及该类材料在吸附、分离、制备新材料等方面的最新研究进展,同时阐述了模板空间限制、试验环境和表面活性剂的种类对该类材料介孔结构的影响,最后展望了基于氧化铝模板介孔的纳米材料的未来发展.     

介孔硅酸锰镁可充镁电池正极材料的制备及其电化学性能研究

采用介孔二氧化硅MCM-41作模板和硅源, 合成了具有介孔结构的可充镁电池正极材料硅酸锰镁. 分别用XRD、SEM、TEM和氮气吸脱附测试研究了合成材料的介孔结构, 并通过循环伏安、恒电流充放电测试比较了介孔与无孔硅酸锰镁材料的电化学性能. 由于介孔材料活性表面较大, 可增加电解液与活性材料的接触, 使材料具有较多的电化学反应位. 因而, 与相应的无孔材料相比, 具有介孔结构的硅酸锰镁材料呈现出较低的充放电极化、较大的放电容量和较高的放电电压平台. 在0.25 mol/L Mg(AlCl₂EtBu)₂/THF 电解液中, 0.2 C(约62.8 mA/g)充放电速率下, 介孔硅酸锰镁材料首次放电容量可达到241.8 mAh/g, 放电平台为1.65 V ( vs Mg/Mg²⁺). 设计具有介孔结构的材料为提高可充镁电池正极的电化学性能提供了一条有效的途径.     

High-performance, single-layer antireflective optical coatings comprising mesoporous silica nanoparticles

Mesoporous silica nanoparticles are used to fabricate antireflectance coatings on glass substrates. The combination of mesoporous silica nanoparticles in conjunction with a suitable binder material allows mechanically robust single layer coatings with a reflectance <0.1% to be produced by simple wet processing techniques. Further advantages of these films is that their structure results in broadband antireflective properties with a reflection minimum that can tuned between 400 nm and 1900 nm. The ratio of binder material to mesoporous nanoparticles allows control of the refractive index. In this report, we discuss how control of the structural properties of the coatings allows optimization of the optical properties.     

Facile preparation of mesoporous titanium nitride microspheres for electrochemical energy storage

In this study, mesoporous TiN spheres with tunable diameter have been fabricated via a facile template-free strategy. Under ammonia atmosphere, mesoporous TiO? spheres are directly converted into mesoporous TiN spheres with the addition of cyanamide to retain the original morphology. The electrochemical performance of the resultant mesoporous TiN spheres demonstrates that this material can be a promising electrode material for nonaqueous supercapacitors with high energy densities.     

Heterogeneous Catalysis in Zeolites,Mesoporous Silica,and Metal–Organic Frameworks

Crystalline porous materials are important in the development of catalytic systems with high scientific and industrial impact. Zeolites, ordered mesoporous silica, and metal–organic frameworks (MOFs) are three types of porous materials that can be used as heterogeneous catalysts. This review focuses on a comparison of the catalytic activities of zeolites, mesoporous silica, and MOFs. In the first part of the review, the distinctive properties of these porous materials relevant to catalysis are discussed, and the corresponding catalytic reactions are highlighted. In the second part, the catalytic behaviors of zeolites, mesoporous silica, and MOFs in four types of general organic reactions (acid, base, oxidation, and hydrogenation) are compared. The advantages and disadvantages of each porous material for catalytic reactions are summarized. Conclusions and prospects for future development of these porous materials in this field are provided in the last section. This review aims to highlight recent research advancements in zeolites, ordered mesoporous silica, and MOFs for heterogeneous catalysis, and inspire further studies in this rapidly developing field.     

不同模板剂对介孔氧化铝孔径调节作用

以醇铝为原料,利用三种不同类型的模板剂对氧化铝的孔径进行调节,对各种模板剂的作用机理进行了初步探讨.研究结果表明：不同模板剂获得的介孔氧化铝的孔道结构基本一致,均为蠕虫状结构,模板剂的不同对介孔氧化铝孔径的影响较大,未加模板剂直接由溶胶-凝胶法获得的介孔氧化铝孔径分布较窄,孔径偏小;加入离子型模板剂能够形成孔径分布窄、孔径增大的介孔材料;加入非离子型模板剂则形成孔径更大,但孔径分布较宽的介孔氧化铝.     

功能化SBA-15介孔材料的制备及其吸附性能研究

硅基介孔材料因其特有的特性,被用于去除废水中重金属离子的吸附剂.为了提高对目标污染物的吸附容量, 本文采用一步法和两步法制备了氨基或巯基功能化SBA-15介孔材料,利用傅里叶红外光谱仪、场发射扫描电镜、X射线衍射仪和氮气吸附脱附表征测试了材料的化学组成、微观形貌和物相结构.测试结果显示经功能化处理后的样品成功地接枝氨基或巯基功能基团.研究发现,经功能化处理后,材料的骨架结构及介孔孔道均未被破坏,但有序性下降且出现少许团聚,物性参数也有一定程度下降,功能化材料对Zn²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺和Cu²⁺的吸附率均有大幅度提高.经氨基或巯基功能化后,SBA-15介孔材料对水体中重金属离子的吸附率有很大提高,但一步法制备的功能化硅基介孔材料因模板剂去除不彻底而影响了对重金属离子的吸附效率,两步法制备的功能化硅基介孔材料对重金属离子的吸附效果更好,说明本文的功能化硅基介孔材料工艺是可行有效的,但两步法合成的功能化介孔材料具有更好的吸附效果.     

笼型有序二氧化硅介孔材料的制备

通过锻烧法除去结构导向剂制备笼型有序介孔二氧化硅,采用SEM、TEM／HRTEM等表征手段对各种材料进行了表征,说明水热晶化温度对材料的介观形貌影响起决定性作用,而水热晶化温度在150℃时所得介孔材料Si-150结构规则排列的笼型介孔孔道是一种理想的纳米反应环境。用透射电镜的表征手段证明了该种材料为三维笼型结构。     

Preparation of nanosized micro/mesoporous composites

Micro/mesoporous composite material is prepared via reaction of zeolite Beta seeds solution and mesoporous precursor solution under hydrothermal conditions. The resulted micro/mesoporous composite contains nanoparticles with a mean radius of about 90 nm, while pure zeolite Beta and MCM-41 have particles with size of about 50 and 230 nm, respectively. The presence of highly cross-linked silicon framework walls and tetrahedrally coordinated aluminum in the framework structure are confirmed with solid-state ²⁹Si and ²⁷Al NMR investigations. Adsorption measurements show the presence of micropores, mesopores and high interparticle porosity due to the nanometer-sized particles in the micro/mesoporous composite. Various techniques such as dynamic light scattering, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, FT-IR, NMR spectroscopy and nitrogen sorption measurements were carried out in order to investigate the properties of the prepared material.     

Direct synthesis of polyoxometalates-functionalized mesoporous hybrid silicas

Novel polyoxometalates (POMs)-functionalized mesoporous hybrid silicas (SiW11/MHS) were synthesized for the first time by the co-condensation of tetraethoxysilane (TEOS) with Keggin-type monovacant SiW11 in the presence of block copolymer EO20PO70EO20 (P123). The as-obtained SiW11/MHS samples were characterized by FT-IR, UV/DRS, XRD, ICP-AES, and N2 adsorption-desorption measurements. It is shown that not only a hexagonal packing of channels with homogeneous pore diameter is obtained, but also Keggin units remain perfectly in the hybrid materials, and Si species insert into the vacancies of lacunary SiW11 during the synthesis to form SiW11Si2 structure, which condenses with the framework of mesoporous silica thus grafting POM molecules onto the pore wall of mesoporous silica by covalent linkage. This linkage results in a firmer immobilization of POMs on the mesoporous material. The water-leaching percent of POMs in the hybrid material is much less than those in the impregnated samples. Therefore, the synthesis strategy for the hybrid material is significant for acquiring supported POM catalysts of high efficiency and practicability.     

介孔材料应用于污水处理的研究进展

本文综述了近年来国内外利用介孔材料吸附水体中的氨氮、重金属、有机污染物的研究现状,阐述了其作用机理和污染物的去除效果,并展望了介孔材料在污水处理领域中的应用发展方向。