非硅系介孔材料及其应用

介孔材料孔容存贮高、表面凝缩特性优良,在光、电、磁、传感、催化等领域有着广阔的应用,是近年来国内外跨学科研究的热点。文章介绍了近几年来国际上颇为关注的非硅系介孔材料的主要研究动向及其应用方面的最新成果,内容包括介孔铝磷酸盐(AlPOs)、介孔碳、介孔金属氧化物等。     

表面活性剂引导合成非硅基介孔材料的研究进展

非硅基介孔材料由于其突出的结构特性和特殊的光、电、磁性质,广泛应用于许多研究领域,使该类材料的合成逐渐成为研究者关注的焦点。本文综述了国内外近年来表面活性剂引导合成非硅基介孔材料的研究进展,阐述了离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂作为模板剂及混合模板剂合成介孔碳、介孔金属氧化物等非硅基介孔材料的现状,归纳了合成该类介孔材料的最佳工艺条件,总结了不同模板剂引导合成的非硅基介孔材料特点,同时列表对比了不同类型表面活性剂合成该类材料的性能参数和应用领域,并对其发展进行了展望,即表面活性剂的绿色化、材料的功能化、合成过程的共模板化是未来发展的主流方向。     

介孔过渡金属氧化物的合成研究进展

介孔过渡金属氧化物作为一种非硅基介孔材料,在光、电、磁、传感、催化等领域有着潜在的应用价值,是近年来研究的热点。本文主要从合成角度对几种典型的介孔过渡金属氧化物的最新研究进展作了总结,其中包括Ti、W、Nb、Mn、Mo、Ni、Co等。详细阐述了其合成方法、合成过程,也涉及了少量的应用研究,并根据目前合成该类材料所面临的难题,提出了介孔过渡金属氧化物以后的研究方向,即合成具有高热稳定性、孔壁高度结晶以及长程有序的介孔材料。     

晶态介孔金属氧化物的合成研究进展

晶态介孔金属氧化物与相应的无定形材料相比具有更加优异的催化、光学、电学、磁学和力学等性能,具有较宽的应用范围,是近年来介孔材料合成的热点。本文主要对晶态介孔金属氧化物的制备方法,包括非晶晶化法、蒸发诱导自组装法和硬模板法进行了介绍,并对这些方法的优缺点进行了比较。     

硅基介孔材料研究进展

硅基介孔材料作为一种新兴的固体多孔材料,不仅具有孔道大小均一、排列有序、孔径可以在2-50 nm内连续调节等重要特征,而且还具有较大的孔容、高的比表面积、孔道表面可进行物理吸附或化学修饰及较好的水热稳定性等特点.其在吸附分离、催化、生物材料、药物缓释等方面,以及光、电、磁等领域都具有广阔的前景,是目前材料领域的研究热点...     

硬模板法合成晶态介孔金属氧化物研究进展

晶态介孔金属氧化物材料因具有窄的孔径分布、大的比表面积、有序的孔道结构以及高度晶化的孔壁而在工业催化、光电等领域有着广泛的应用.在各种制备方法中,硬模板法因制备方法简单、条件温和、产物孔道结晶度高而受到了广泛关注.对硬模板法中介孔硅模板和介孔碳模板进行了介绍;总结了近年来硬模板法合成氧化铬、氧化铁、氧化铈、氧化镁和氧化钴等晶态介孔材料的研究进展;概述了该材料的发展趋势和应用前景.     

介孔半导体化氧化物和硫化物的研究进展

非硅组成的介孔金属氧化物和硫化物半导体材料在光、电、催化和传感等诸多领域展示了独特的应用前景.介绍了最近几年来国内外有关半导体介孔材料合成和应用的研究动向及最新研究成果,内容包括半导体金属氧化物和硫化物等.     

硬模板法合成介孔金属氧化物的研究进展

介孔金属氧化物材料因具有纳米构造单元、大比表面积和规整孔结构而得到广泛关注。对介孔金属氧化物硬模板合成法的改进及不足进行了阐述与讨论,介绍了介孔金属材料在催化和电化学等方向的应用及创新,并对硬模板法合成介孔金属氧化物的发展方向和研究开发的重点进行了展望。     

硬模板法合成介孔金属氧化物的研究进展

介孔金属氧化物材料因具有纳米构造单元、大比表面积和规整孔结构而得到广泛关注。对介孔金属氧化物硬模板合成法的改进及不足进行了阐述与讨论,介绍了介孔金属材料在催化和电化学等方向的应用及创新,并对硬模板法合成介孔金属氧化物的发展方向和研究开发的重点进行了展望。     

介孔材料合成研究进展

介孔材料具有比表面积大、孔径结构均一和可调等优良性能,在催化、吸附、分离、传感器以及光、电、磁等领域具有潜在的应用价值。综述了介孔材料的研究进展,介绍了介孔材料的分类、合成方法、合成机理及其应用。阐述了液晶模板、电荷匹配、棒状自组装、层状折皱模型和协同作用等介孔材料的合成机理,对介孔材料进行了展望。     

CO2/N2开关型脒基表面活性剂软模板制备介孔二氧化硅

模板法是制备介孔SiO₂的常用方法之一,而模板法通常需要脱除模板后才能得到介孔结构。以传统表面活性剂为模板合成介孔二氧化硅,除模板方法还有高温焙烧、溶剂萃取等,但这些方法均存在一定的缺点,如导致结构坍塌、消耗大量溶剂等。本文采用开关型表面活性剂N'-十二烷基-N,N-二甲基乙基脒碳酸氢盐为模板剂,以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源在碱性条件下合成SiO₂。与常规除模板法不同,本实验在反应结束后加热并通入N₂使表面活性剂分解失去表面活性,用水和丙酮洗涤后得到了形貌规整、孔道有序、具有较高比表面积和孔容的介孔SiO₂。同时还研究了有机盐乙二胺四乙酸二钠(Na₂EDTA)对介孔有序度、所得介孔材料比表面积、孔容孔径和模板残留量的影响。     

蠕虫形管状镧铝复合介孔材料的合成及表征

The lanthanum aluminum mesoporous materials were synthesized using sodium dodecyl sulfate as a template agent by ultrasonic hydrothermal method.The resulting samples were characterized by low angle X-ray diffraction(XRD),N2 adsorption-desorption studies,transmission electron microscopy(TEM)and surface morphology analysis(SEM),surface acid(NH3-TPD),reducibility properties(TPR),X-ray energy dispersive spectrometer(EDS)and thermogravimetric analysis(TG/DTG).A l/La composite mesoporous material were synthesized with n(Al)︰n(La)=70︰1.0,80°C of reaction temperature,20 h of reaction time,12 h of crystallization time,650°C of calcination temperature.The specific surface area of the sample is 273.90 m 2 ·g ?1 ,with the average diameter 5.642 nm and pore volume 0.2354 cm 3 ·g ?1 .The samples have mesoporous structure and its particles are similar to a worm-shaped tubular structure.The influence of calcination temperature on the surface physical and chemical properties of Al/La composited mesoporous materials was examined,and the results showed that the acid strength was increased but the amount of acidic sites is decreased as the calcination temperature increased.It was found that the sample calcined at 650°C had appropriate acid content,acid strength and better reducibility.     

Synthesis of mesoporous silica using a mineral silica source

Mesoporous silica has been applied in catalysis, separations, and drug delivery. It has generally been made using organosilicon precursors such as tetraethyl orthosilicate. For sustainability, it is necessary to find readily accessible mineral sources for making mesoporous silica. In this work, we demonstrate the successful synthesis of mesoporous silica with 10 nm average pore size using the mineral forsterite (Mg₂SiO₄) as a silica source, providing a potentially cheaper and more Earth-friendly route to making technologically important porous silica materials. Pure forsterite was synthesized by a solid-state chemistry route at 1000°C and underwent dissolution–reprecipitation in aqueous hydrochloric acid containing the soft template surfactant, Pluronic P123. Variations of initial reaction pH (−0.2 to 0.6), reaction time (12–24 h), reaction temperature (50 to 90°C), and silica precursor (forsterite and fumed silica) were performed. The mesoporous silica aged at 70°C for 24 h had the highest porosity, with a surface area of 735 m²/g and a pore volume of 1.4 ml/g, comparable to mesoporous silica made using conventional starting materials. This novel geomimetic synthesis route supports the possibility of analogous formation of structured (mesoporous or zeolitic) silica in nature under abiotic or prebiotic conditions.     

生物质模板剂制备介孔材料研究进展

介孔材料的制备通常采用模板法,所用模板剂多为石油衍生的表面活性剂,属于不可再生资源,这种模板剂的使用不符合可持续发展的理念。生物质模板剂具有原料来源广、毒性低、绿色环保等优点,因此受到了研究人员的广泛关注。本文综述了近年来国内外利用生物质模板剂制备介孔材料的研究进展,阐述了脂肪酸及其衍生物、氨基酸类、糖类、脂类等生物质衍生物作为模板剂应用于介孔材料制备的现状,其中糖类作为模板剂用于介孔材料的制备研究较多,简要介绍了利用不同种类生物质模板剂制备介孔材料的条件以及生物质模板剂的去除方法,得出生物质模板剂制备介孔材料操作简单、模板剂容易去除的结论,同时列表总结了所得介孔材料的结构及性质特点和应用情况,并对该领域的研究方向进行了展望。指出采用低成本的方法提纯生物质模板剂,绿色的方法去除生物质模板剂以及构建生物质模板剂的结构、组成与介孔材料的结构、性质之间的对应关系是未来发展的主要方向。     

熔盐法合成有序介孔碳负载的金属碳化物

有序介孔碳是一种具有宽孔径、规则孔道结构、高比表面积和大孔容的纳米结构材料,具有很高的导电性及化学稳定性,是一种非常优良的载体材料。过渡金属碳化物因其结构相似性,具有一系列类似贵金属的性质,可作为贵金属替代材料,用于多相催化过程。但过渡金属碳化物多数粒径大、比表面积低,不利于催化活性,因此,采用熔盐法合成了多种有序介孔碳负载的过渡金属碳化物,并通过SEM、TEM、XRD、BET等方法对样品进行了一系列表征。结果表明,该方法能有效制备碳负载的TiC、Mo₂C等金属碳化物,且具有较小的颗粒尺寸和较高的比表面积,将有较好的催化应用前景。     

双介孔材料的合成与应用研究进展

双介孔材料是一种同时具有小介孔和大介孔的新型多级孔材料,在吸附和催化方面具有广阔的应用前景,因此也引起许多研究者的关注。本文较全面地总结了双介孔材料的合成方法,探讨了双介孔材料作为吸附剂和催化剂载体的应用研究状况,并对今后的发展方向进行了展望:如何有效地控制两种介孔的孔结构和孔的空间分布、结构和物化性能的表征以及如何改性以扩大其应用领域尚需进一步的研究。     

Removal of DDT from aqueous solutions using mesoporous silica materials

BACKGROUND: There are few reports about adsorbents for the effective removal of large‐molecule pesticides such as DDT (1,1,1‐trichloro‐2,2′ bis(p‐chlorophenyl)ethane). Some mesoporous silica materials and their modified derivatives might serve as good adsorbents for these large organic molecules because of their large pore diameter and special pore structures. In this work, the adsorption processes of DDT in aqueous solutions were investigated using different mesoporous silica materials, including HMS, MCM‐41, SBA‐15 and MCM‐48. RESULTS: All these materials exhibit efficient DDT removal, and the adsorption is a rapid process with over 50% of DDT removed within approximately 2 h. The efficiency of DDT removal is influenced by the adsorbent characteristics, such as pore volume, pore diameter, connectivity between pore channels and surface OH groups. The influences of water/acetone ratio and initial DDT concentration in solution were also explored. It was found that with enhancing DDT solubility, the addition of acetone in the reaction solution had no evident impact on DDT adsorption efficiency. Increasing the initial concentration of DDT resulted in a decrease of DDT adsorption efficiency. The adsorption kinetics of DDT on mesoporous silica material is shown to be pseudo‐second‐order. After thermal treatment at a relatively low temperature of 450 °C, the adsorbed DDT was completely decomposed and the adsorbents, except MCM‐41, were regenerated well. CONCLUSION: The results demonstrate the potential of a simple and efficient new approach for the removal of OCPs (organochlorine pesticides), especially large OCP molecules from surface water or groundwater. Copyright © 2008 Society of Chemical Industry