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楼主  发表于: 2011-05-20 05:44

 多孔材料历史(五)

刚才抒了抒心意,现在开始扯正经的了。

其实光对MCM-41的研究,就非常广泛,相关文献浩如烟海。比如说,对孔径控制的研究。在synthetic gel里加入pore swelling agent,比如说长链的烷烃(对于CTAB类的含有长链烷烃的surfactant),mesitylene(针对triblock copolymer, P123, F127等)和poly(propylene glycol)等。沿着这个思路下去,一类崭新的材料脱颖而出:mesocellular foam(MCF)。MCF含有几十个纳米的超大孔。按照IUPAC的分类,有些这种“介孔”已经进入了大孔的范围。还有一个介孔硅的扩展研究,更偏实际应用一点的,就是介孔表面的修饰。这个方向就更广泛了。在基于zeolite的functionalization的基础之上,人们又发明了各种各样的表面修饰方法。一般都是基于介孔硅表面的Si-OH键,和含有目标官能团的有机硅分子的Si-(OEt)之间的水解-缩合反应。有机硅分子中,另外和硅原子以Si-C键相连的一段,一般是长链的烷烃;烷烃的另外一头,是需要的官能团。再以该官能团为起点,通过一系列更为复杂的化学反应,可以实现很多的表面功能,甚至包括大分子,比如说DNA等。因为硅材料的表面化学修饰不是本人的研究领域,所以不敢在这里班门弄斧。

在早期的介孔硅研究过程,人们提出了两种自组装机理:一种是surfactant分子先自组装成ordered micelle mesostructure,然后silicate oligomers填入其micelle缝隙中并且通过condensation形成crosslink的,robust的结构;另外一种机理,是silicate先“吸附”在surfactant micelle表面,然后这些composite micelle再通过self-assembly和condensation形成mesostructure。可是,后来的研究(是谁的记不清了,好像是用NMR吧)否定了Liquid Crystal Templating Route,比较倾向于第二种机理,即认为silicate间的聚合是形成ordered mesostructure的驱动力。自MCM系列之后,Stucky group开展了广泛深入的,针对其介观有序结构形成机理的研究。在这里面,Qisheng Huo进行了很多有代表性的研究,包括发表在Nature(是Nature吧?1996年?记不清楚了)上的工作。其间,他们也合成了一些在酸性条件下的mesoporous silica,比如A-1,A-3,A-6之类的。

太晚了。下次再说A-15吧,不好意思。大家晚安!
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