分级结构介孔-大孔材料及其实际应用

介绍了具有分级结构的大孔-介孔材料的合成方法(包括双模板法、单一表面活性剂/无模板剂一步合成法和生物模板法)及其实际应用。分级结构的介孔-大孔材料具有内部相互连通的孔道结构,与具有单一孔径的材料相比,分级孔结构的材料不但更有利于反应物分子的扩散,还能保持大比表面积和一定的孔道尺寸,因此在水中污染物的吸附分离、催化剂和催化剂载体、太阳能转化利用、电化学催化及药物的传输和缓释等方面具有广泛的应用。

分级结构介孔-大孔氧化铝的研究进展

介孔氧化铝材料自合成以来,因其在催化、吸附等领域的广泛应用受到了极大的关注。随着石油化工领域大分子反应不断增加,介孔氧化铝的使用逐渐受到限制,合成具有分级结构介孔-大孔氧化铝材料将具有重大意义。分级结构介孔-大孔氧化铝因其同时具有介孔和大孔孔道,不仅促进了客体分子在孔道内部的传送、减小扩散阻力,而且增大了孔道的比表面积,有助于改善吸附和分离效率、延长催化寿命,因此在吸附和催化方面具有广泛的应用前景。介绍了采用单模板法、双模板法和无模板法合成分级结构介孔-大孔氧化铝材料,并对材料在吸附和催化领域的应用进行探讨,最后对分级结构介孔-大孔氧化铝材料的发展趋势进行了展望。

多级孔材料研究进展

多孔材料具有孔隙率高、比表面积大、导热系数低、体积密度小及化学性质稳定等优点,在吸附与分离、催化剂载体、隔热材料、能量储存、传感器等领域拥有广阔的应用前景。基于孔直径的大小可将多孔材料分为三类:孔径大于50nm的大孔材料(Macroporous materials),孔径介于2～50nm的介孔材料(Mesoporous materials)和孔径小于2nm的微孔材料(Microporous materials)。但是,由于孔径的限制,这三类材料的应用均存在一定的局限性。多级孔材料兼具通透性好、孔隙结构发达、体积密度小、比表面积和孔体积大等优点,打破了传统单级孔材料孔结构单一的局限,因此越来越受到研究人员的关注。然而,多级孔材料在制备中仍存在较多问题。例如,其合成过程通常会涉及到两种及两种以上的方法,制备工艺复杂;现有的多级孔材料的制备成本高,孔结构难以控制。因此,研究者们主要从优化多级孔材料的制备工艺以及降低生产成本等方面入手,制备出孔径均一且可控的多级孔材料。多级孔材料主要有大孔-介孔材料(Macro-mesoporous materials)、微孔-介孔材料(Micro-mesoporous materials)以及含有两种或多种不同孔径的介孔-介孔材料(Meso-mesoporous materials)。大孔-介孔材料常见的制备方法有模板法、发泡法、溶胶-凝胶法及熔盐法等;微孔-介孔材料的主要制备方法有化学活化法、模板法和水热法等;介孔-介孔材料的制备方法主要有水热法、模板法、溶胶-凝胶法及自组装法等。本文综述了近年来多级孔材料的最新研究进展,分别对大孔-介孔、微孔-介孔及介孔-介孔材料的制备方法进行了介绍,并简要分析了未来本领域研究的发展趋势。