介孔及碳纳米材料资料讲解.ppt

《介孔及碳纳米材料资料讲解.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、介孔二氧化硅与纳米二氧化硅多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料。多孔材料一般具有一定的空间结构和较大的比表面积，从而使得其相对密度低、比强度高。具有重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点;在航空、航天、化工、建材、冶金、原子能、石化、机械、医药和环保等诸多领域具有广泛的应用。多孔材料的主要应用传统应用三大领域吸附材料,用于工业与环境上的分离与净化、干燥等领域。催化材料,用于石油加工、石油化工、煤化工与精细化工等领域中大量的工业催化过程的需要。离子交换材料，大量用于洗涤剂工业，矿厂与放射性废料及废液的处理。多孔材料的分类孔径小于2nm孔径在2~50nm之间孔径大于50n

2、m微孔材料介孔材料大孔材料根据国际纯粹与应用化学协会的（IUPAC）定义气凝胶、多孔玻璃、活性炭无机硅胶、柱撑层状粘土和介孔分子筛（如M41S系列、SBA系列等介孔材料介孔材料的分类孔径分布宽不规则不连通制备简单孔在空间呈规则排列不同系列的介孔材料M41S系列：1992年Mobil公司合成出了M41S系列介孔材料，包括三个成员：二维六方的MCM-41（p6mm）、双连续立方的MCM-48（Ia3d）和层状的MCM-50。M41S介孔材料是在用阳离子表面活性剂作为模板剂合成的，首次在介孔材料合成中引入了超分子组装体的模板的概念，被认为是新一代介孔材料诞生的标志。高度有序的二维六方孔道

3、结构高度有序的立方孔道结构SBA系列（SantaBarbaraAmorphous）：该系列的介孔材料是由Stucky等人在酸性介质中合成得到的，包括SBA-1、SBA-2、SBA-3、SBA-7、SBA-11、SBA-12、SBA-14、SBA-15、SBA-16等。其中SBA-1，2，3，7是以阳离子表面活性剂为模板剂在强酸性条件下合成的SBA-11，12，14，15，16是以嵌段聚合物如聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷（PEO-PPO-PEO）等为结构导向剂在强酸条件下合成的。SBA-15由于有序度高、壁厚、热（水热）稳定性好，模板剂价格便宜、无毒，而且合成简单、易重复、孔径

4、大（5～30nm可调）而备受关注，吸引着许多科学家投身到对其结构特征、骨架修饰以及应用开发的研究中。HMS系列：这是Pinnavaia等人利用长链伯胺分子做模板剂合成的一类有序度不高的介孔材料。他们认为反应是按照S0I0途径通过氢键作用而生成。与利用阳离子表面活性剂合成的介孔材料相比，HMS材料的孔壁较厚、热稳定性和水热稳定性都有所提高，并且具有反应条件温和、模板剂可以回收利用等优点。MSU系列：该系列由Pinnavaia等人制备而成。这是一类用聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂为模板合成的孔道为蠕虫状的介孔材料。这种结构有利于客体分子在孔道内的扩散，消除扩散限制。FDU系列：复旦大学教

5、授赵东元院士等人合成的介孔氧化硅分子筛命名为FDU。其中：FDU-1是以嵌段共聚物B50-6600（EO39BO47EO39）导向合成的具有超大孔（12nm）的对称性为Fm3m的介孔材料；FDU-5用luronicP123导向合成的具有双连续立方空间对称性的介孔材料；FDU-12是用PluronicF127（EO106BO70EO106）导向合成的，具有Fm3m的空间对称性和笼状结构，笼的尺寸为10-12nm，窗口尺寸为4-9nm可调。复旦大学教授、博导，中科院院士。1963年6月出生于辽宁沈阳。2007年被增选为中科院院士。2010年被增选为第三世界科学院（TWAS）院士。主要从

6、事沸石分子筛、纳米介孔材料合成等方向的研究工作，发明了18种以上以复旦大学命名的新型纳米介孔材料。在国际重要刊物上发表SCI论文500余篇，论文被广泛引用（3.0万次）。现任国际刊物英国皇家化学会JournalofMaterialsChemistry副主编，JournalofColloidInterfaceScience编辑。赵东元介孔材料合成的基本特征有机－无机液晶相（介观结构）的生成是利用具有双亲性质(含有亲水和疏水基团)的表面活性剂有机分子与可聚合无机单体分子或齐聚物(无机源)自组织生成有机物与无机物的液晶织态结构相。介孔材料的生成是利用高温热处理或其他物理化学方法脱除有机模

7、板剂（表面活性剂）,所留下的空间即构成介孔孔道。表面活性剂即可以是阳离子型的又可以是阴离子型的,甚至还可以是中性的。阳离子型的季铵盐类表面活性剂最为普遍例如:十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)单体或齐聚物（寡聚体）是那些可以在一定条件下(浓度、温度、压力、pH值等)聚合成无机陶瓷、玻璃等凝聚态物质的无机分子（有时在聚合之前需要解聚、水解等过程）。例如：正硅酸乙酯（TEOS）、钛酸丁酯、硅溶胶、硅酸钠、无定形二氧化硅.有序介孔材料的自组装合成hydrothermalpH,