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MCM41介孔材料

MCM-41的有序介孔材料,它是一种新型的纳米结构材料,具有孔道呈六方有序排列、大小均匀、孔径可在2-10nm 范围内连续调节、比表面积大等特点。
MCM-41合成区别于传统Molecule 分子筛合成的最大特点是所用模板剂不同,传统沸石或Molecule 分子筛的合成是以单个有机小Molecule 分子或金属离子为模板剂,以ZSM-5为例,所用典型模板剂为四丙基胺离子,晶体是通过酸盐在模板剂周围的缩聚形成的。而MCM-41的合成则不同,它是以大Molecule 分子表面活性剂为模板剂,模板剂的烷基链一般多于10个碳原子,关于它的形成目前已提出两种机理,而且仍不断进行改进及完善。
与其它沸石材料相比,MCM-41的骨架铝物种热稳定性相对较差,在焙烧过程中,骨架铝物种由骨架脱落成为非骨架铝物种。
纯硅MCM-41本身酸性很弱,直接用作催化剂活性较低。因此,研究人员常对其进行改性,以增加其催化活性。改性的方法主要有:
(1)合成骨架结构中掺入杂原子的MCM-41,骨架中非四配位的离子如:Al3+、Cu2+、Fe3+、Zn2+、Ga3+等产生的阴离子表面中心,可通过质子或其它过渡金属离子进行抗衡从而形成催化活性中心。
(2)采用担载杂多酸等方法,可制得一系列适用于不同反应的多相催化剂,如:B酸氢型MCM-41;掺杂L酸型MCM-1;掺杂金属氧化物的碱性或两性MCM-41;担载PW12、SIW12、PMo12等杂多酸的MCM-41;以及担载TiO2/SO42-、ZrO2/SO42-等固体超强酸型的MCM-41。
(3)MCM-41孔内组装固载大分子过渡金属络合物。