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有序介孔材料

时间:2004-09-21
关键词:有序 介孔 材料
  有序介孔固体是在传统的分子筛基础上发展起来的,近年来采用新的制备方法,使得孔径可在大范围内人为控制,其中心思想就是采用所谓的模板机制(template mechanism),利用表面活性剂形成胶束作为模板,再进行干燥和焙烧而形成介孔固体。由于表面活性剂的一端是亲水基,另一端是亲油基,亲油基倾向于在水中;亲油基受水分子的排斥。所以,当溶液中表面活性剂的浓度大到临界胶束浓度时,表面活性剂倾向于聚集形成胶束以降低能量,胶束的心部为亲油基,外表为亲水基。胶束形状主要有球状、柱状及层状。当表面活性剂分子的浓度足够大时,由于系统能量的限制,各胶束将聚集并规则地排列在一起,如:柱状和层状的胶束将定向排列在一起,似液晶一般,而球状胶束则呈三维周期性排列。以这种胶束作为模板,聚集的胶束之间的空隙为溶液所填充(以柱状胶束为例),再进行干燥以去掉溶剂(水),然后进行焙烧,烧去有机物,最后剩下与胶束大小类似的孔(或通道),并且定向排列,孔壁为无机材料。孔径的尺寸控制可通过选择不同表面活性剂和添加不同种类的有机物来实现。另外,最近有人采用两步复制法获得有序介孔金属固体。不是采用活性剂作模板,而是采用另一种有序介孔固体(介孔贯穿上下表面并且有序排列)作模板,在孔中注入异丁烯酸甲酯并使其聚合形成聚甲基丙烯酸甲酯,然后脱去原有的模板,剩下的是所谓负型有序介孔模板;再通过真空气相沉积金属,充满整个负型孔模板;最后通过焙烧,去除聚甲基丙烯酸甲酯所构成的负型孔模板,剩下的是与原始有序介孔固体相同的金属有序介孔固体。