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1、第卷第期应用化学年月非硅基介孔材料和介孔复合体的合成与特性刘克松张密林王江付宏刚哈尔滨工程大学化工学院哈尔滨黑龙江大学化学化工与材料学院哈尔滨巧摘要有关硅基有序介孔材料的合成、。尽管非硅基介孔材料及其应用以及综述报道已见诸于国内外论文、、、、,介孔复合体材料在光电磁催化传感器等许多领域具有优异的性能和潜在的应用前景但是关于这方面的。综述、、,介绍却相对较少了非硅基介孔固体和介孔复合体的基本概念制备方法性能以及应用指出了现阶段,并对这一多学科交叉领域的研究现状进行了评述,展望了其发展方向,研究中存在的问题和应用前景提出了。今后需要重视的研究方向关健,
2、,,词介孔固体介孔复合体二氧化钦薄膜液晶模板机理中图分类号文献标识码文章编号以】刃以巧刀侧伪孔径在一范围内的多孔材料称为介孔材料,孔径大,于的称为大孔材料小于的〔’」。,,称为微孔材料按化学组成分类介孔材料一般可分为硅基和非硅基两大类硅基介孔材料主要包括硅酸盐和硅铝酸盐,非硅基介孔材料则主要包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等。年美国公司的研究人员利用表面活性剂作为模板首次合成出了周期有序的硅基介孔材,。由于具有大、均一孔分布的介孔材料在光、电、料从而为介孔材料的制备拉开了序幕比表面积磁等领域有,。、着重要的应用前景从而成为国内外研究的热点近年来关
3、于硅基介孔材料的合成应用已有较多,,由于其制备较硅基介孔材料困难报道关于非硅基介孔材料尤其是介孔材料因而报道相对较。、、、少但是由于非硅基介孔材料在催化光催化光学分离等领域有着硅基介孔材料所不能及的应用前,,。景有望为介孔材料开辟新的更广阔的应用领域从而成为近年来研究的热点之一所谓的介孔复合体、是指采用物理或化学的方法将纳米尺度的金属或非金属如有机高分子贵金属及其氧化物等颗粒置。一,人介孔固体的孔道中复合而成的材料这种新型材料由于孔颗粒界面处的相互作用从而具有纳米颗、,,粒介孔固体所不具备的更是对应的体相材料所不具备的一系列特殊性能极大地拓展了纳米
4、材料在、、。。电〕光磁等领域的应用本文就近年来非硅基介孔固体及介孔复合体的新进展进行了评述非硅基介孔材料合成机理最早提出并在后来普遍适用于硅基介孔材料合成机制的是公司的研究者提出的液晶模板。叮,’〕。机理他们的根据是的高分辨电子显微像和射线衍射结果。与表面活性剂在水中生成的溶致液晶相非常相似该机理认为是表面活性剂生成的液晶作为结构的模板剂,有序介孔材料的结构取决于表面活性剂疏水链的长度以及表面活性剂浓度。表面活性,或是在加人无机反应物之后形成的。剂的液晶相是在加人无机反应物之前图路线图路线。,液晶模板机理也适用于非硅基介孔材料的合成目前被普遍接受的
5、介孔化合物的形成机制是由“”,。。〔’‘和提出的协同组装机理该机理认为无机前驱体与表面活性剂分子之间靠协同模板一,一一收稿扔修回巧,,国家自然科学基金资助项目教育部新世纪优秀人才支持计划,,,,一,通讯联系人付宏刚男年生教授博士生导师卜叫研究方向无机材料化学理论化学应用化学第卷,一。作用形成液晶相有机无机杂化介相的浓缩最终导致了有序介孔相结构的形成它强调表面活性剂与无机物种之间的化学匹配,即存在合适的相互作用,并归纳出种不同类型的无机物与表面活性剂基团相互作用方式,从而将液晶模板机理推广到非硅基介孔材料。的合成中图液晶模板机理示意图二叭卿俪除,了上
6、述机理以外关于介孔材料的合成机理还有配体协助模板机理纯、脚手架机理威肠以及杂化界面调制机理叼。〔’〕、,等赵东元等针对介孔材料合成领域中非硅基介孔材料稳定性差难合成等问题一,“”首次提出了以合适的酸碱反应配对为无机前驱物在非水体系中通过自我调节来合成介孔材料的“”。一,一,酸碱对理论该理论考虑了有机物无机物之间的相互作用开拓了新的溶胶凝胶化学反应对于合。成稳定的非硅基介孔材料尤其是磷酸盐和金属氧化物具有很普遍的指导意义非硅基有序介孔材料的合成有序介孔材料的合,在为一的成利用含磷酸根基团的阴离子表面活性剂作为模板一,。溶胶凝胶体系中等,首次成功地合成
7、出了结构类似于的六方结构介孔等也。制备出了热稳定性较好的含硫酸根的介孔材料由于磷酸根或硫酸根往往牢固地键合于分子筛骨架中,使该法所得介孔结构实际上为磷酸氧钦或硫酸氧钦介孔结沟这类杂原子的存在改变了纯,在很大程度、。介孔材料的表面结构上影响了介孔材料的氧化还原热稳定性以及晶相转变近年,。〔’”〕来利用钦的醇盐或氯化物为无机前驱体已经成功制备出了不含杂原子的纯仇介孔材料等在非水体系中利用无水乙醇作为反应溶剂成功合成出,了纯的粉末材料他们认为在非水体系中合,形成非硅基氧化物介孔。成是抑制水解和缩聚速度相的有效手段在众多非硅基介孔材料的合成方法。一,,〔川
8、。中蒸发诱导自组装被认为是最有前途的一种所谓的蒸发、溶剂,诱导自组装是指在表面活性剂和无机前驱物刚开始混合的溶液中表面活性
