有序介孔材料的研究进展
有序介孔材料的制备及其应用研究
有序介孔材料的制备及其应用研究近年来，有序介孔材料已经受到了广泛的关注，由于其独特的结构和性质，它可以用于许多应用，例如催化反应、污染物的捕集和分离，分子筛、吸附剂，纳米催化剂等。
有序介孔材料具有优异的表面积、空体积、比表面积等优异性质，在催化领域具有广泛的应用前景。
本文将以“有序介孔材料的制备及其应用研究”为主题，综述有序介孔材料的制备方法以及应用研究。
一、有序介孔材料的制备方法有序介孔材料主要是通过改变溶液的组成、配比和温度等条件来调节其表面形貌以及孔径的大小。
它的制备方法主要有包覆沉积法、溶剂脱附法、催化法、热处理法等。
1、包覆沉积法包覆沉积法是一种沉积对有序介孔材料的表面形态和孔径的控制方法，利用有机溶剂和有机物的混合漆，通过改变粒度大小，温度和湿度等条件来控制孔径大小，并利用包裹溶解原分子的能力来控制表面形态。
2、溶剂脱附法溶剂脱附法是一种分离类似有序介孔材料结构的方法，对具有不同孔道结构的材料，利用其对溶剂的吸收特性，使其具有不同的表面形态和孔径大小。
3、催化法催化法是利用催化剂、活性剂改变材料组成，以形成有序介孔结构的方法。
通过改变活性剂的浓度、分子量以及在反应中配位和参与反应的物质等条件，可以制备出不同形状、大小的有序介孔材料。
4、热处理法热处理法是改变溶液中物质组成来形成有序介孔材料的方法。
通过调节温度和pH值，以及添加不同类型的抗剂来调节溶液的性质，从而形成具有空体率和比表面积的有序介孔材料。
二、有序介孔材料的应用研究有序介孔材料具有优异的表面积、空体积、比表面积等性质，近年来已经被用于许多应用领域，有序介孔材料是大孔吸附剂中使用最广泛的一类，它们可以用于吸收和分离污染物，如：镍、硒、多氯联苯等。
另外，它也可以用于催化反应，例如燃料电池中的氢气转化，生物柴油及其他脂肪酸类化合物的制备以及氧化反应等。
另外，有序介孔材料还可以用于纳米催化剂的制备，它可以加速化学反应，具有高效能、高可靠性、稳定性良好等优点，近年来也已经被广泛地应用到来纳米分子机器、能源转换等领域。
有序介孔材料的研究
appliquer—¿有序介孔材料的应用？
介孔材料的应用：
(2)电化学能量储存与转化。该应 用主要涉及介孔碳材料，介孔碳 材料可直接作为超级电容器或锂 离子电池等的电极材料。拼介孔 碳材料具有高比表面积的同时， 具有更大的孔径，可以明显促进 电解质离子的传输，从而促进双 电层在其界面快速形成，提高器 件的功率性能。特别是在大电流 充放电情况下，大的介孔孔径对 电解质离子的快速迁移具有更加 明显的优势，能提高电极材料性 能的稳定性。 (3)催化。人们最初研究介孔 分子筛就是为了克服传统沸 石分子筛对大分子传输的限 制，从而开发石油裂化的新 型催化剂。在介孔材料中引 入一定的催化活性组分，可 以得到多种针对不同反应类 型的良好催化剂材料。
Bref—¿什么是有序介孔材料？
多孔材料的分类：
孔径小于2nm
大孔材料
介孔材料
微孔 材料
孔径在2~50nm之间
孔径大于50nm
Bref—¿什么是有序介孔材料？
有序介孔材料的定义：
介孔孔径均一可调
比表面积大
颗粒外形丰富多彩
介孔材料
内表面易于修饰
有序介孔材料是以表面活性剂分子聚集体为 骨架结构稳定， 特性 模板，利用溶胶凝胶工艺，通过有机物和无机物 易于掺杂其他组 之间的界面作用组装生成的孔道规则、孔径介于 分 2-50nm的空间呈规则排列的多孔材料。 其特点在于，孔径上介于微孔（<2nm） 和大孔（>50nm)，孔道规则异于无序介孔材料
2.有序介孔材料的发展
3.有序介孔催化剂的合成
4.有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ介孔催化剂的应用
Bref—¿为什么研究有序介孔材料？
化工生产约有80％~85％的过程使 用催化剂，催化剂是化工技术的核心。 依据绿色化学理念，在气相或液相反应 中使用固体催化剂，可以克服均相催化 剂的诸多缺点。将酸碱，金属或金属氧 化物以及有机官能团等固载在催化剂载 体上是非常可行的方法。 有序介孔材料是上世纪九十年代提 出并发展起来的一类先进材料，有巨大 的潜在应用价值，引起了学者的广泛关 注。经过近三十年的发展，介孔材料的 种类、合成方法、合成机理和应用等方 面的研究已经取得了长足的进展，为介 孔材料的应用和更深一步的研究奠定了 良好的基础。但是介孔材料的功能化和 实际应用依旧存在很多困难，有待人们 付出更多努力研究。
有序介孔聚合物的研究进展
有序介孔聚合物的研究进展刘攀博;焦剑;邹亮;许祥东【摘要】综述了以自组装法、硬模板法和软模板法合成有序介孔聚合物及介孔碳的研究进展.对上述3种制备方法及原理进行了比较,指出目前以嵌段共聚物进行自组装以及采用软模板法制备介孔聚合物的途径更有利于制备有序的介孔聚合物及介孔碳.讨论了采用自组装法及软模板法时,嵌段共聚物的种类、模板剂的类型、聚合物前躯体的结构等对所制备的介孔聚合物以及介孔碳的形貌、介孔结构、骨架结构以及介孔材料的物理化学性能的影响.指出目前在介孔聚合物以及介孔碳的研究中,主要问题是如何提高介孔聚合物的有序性以及其介孔结构的稳定性.最后对有序介孔聚合物及介孔碳的发展方向及应用领域进行了展望.【期刊名称】《中国塑料》【年(卷),期】2010(024)012【总页数】7页(P1-7)【关键词】有序介孔聚合物;介孔碳;自组装法;软模板法;硬模板法【作者】刘攀博;焦剑;邹亮;许祥东【作者单位】西北工业大学理学院应用化学系,陕西,西安,710072;西北工业大学理学院应用化学系,陕西,西安,710072;西北工业大学理学院应用化学系,陕西,西安,710072;西北工业大学理学院应用化学系,陕西,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TQ322Abstract:The recent development of ordered mesoporous polymers and mesostrucutured carbon synthesized by self-assembly,hard template,and soft template methods is summarized.The above three synthetic methods and principle of mesoporous polymers are compared.It is pointed out that the way of using self-assembly of amphiphilic block copolymers and soft template exhibited much more advantage compared with hard template method to synthesize ordered mesoporous polymers and mesoporous carbon.Obviously,the morphology,meosoporous structure,skeleton chemical structure and physical and chemical properties of mesoporous materials synthesized by using amphiphilic block copolymer method and soft template method are distinctly affected by amphiphilic block copolymer types,template types and structure of polymer precursors.It is also pointed out that the main problems in the study of ordered mesoporous polymers and carbon are improving the regularity of ordered mesoporous polymers and the stability of mesoporous structure.Finally,the developing direction and application fields of ordered mesoporous polymers and carbon are looked forward to.K ey words:ordered mesoporous polymer;mesostructured carbon;self-assembly method;soft template method;hard template method有序介孔材料是指孔径约2～50 nm、结构高度有序且孔径均一的一类多孔性固体材料,按其骨架的组成可分为无机介孔材料和有机聚合物介孔材料。
介孔材料的研究进展
第24卷第4期2009年8月 山东建筑大学学报JOURNAL OF SHANDONG J I A NZHU UN I V ERSI TY Vol .24No .4Aug .2009收稿日期:2008-10-08作者简介:孙永军(1982-),男,山东历城人,山东省冶金建设开发公司助理工程师,学士,主要从事材料加工的研究.文章编号:1673-7644(2009)04-0362-07介孔材料的研究进展孙永军(山东省冶金建设开发公司,山东济南250101)摘要:介孔材料作为一种新兴的材料在光化学、催化及分离等领域具有十分重要的应用,是当今研究的热点之一。
阐述了介孔材料的研究进展,概述了介孔材料的分类及合成机理,并展望了介孔材料的应用前景。
关键词:介孔材料;表面活性剂;Ti O 2中图分类号:T B32 文献标识码:AResearch developm en t of m esoporous ma ter i a lsS UN Yong 2jun(ShandongMetallurgy Constructi on Devel opment Company,J inan 250101,China )Abstract:Mes opor ous material is of much use in the fields of phot oche m istry,catalyst and separati on etc,and it is one of hot s pots of research .The research p r ogress of the mes opor ous materials is re 2vie wed in this paper .And the classificati on and synthesis mechanis m of the mes opor ous materials are als o outlined .The potential app licati on foregr ound of the mes opor ous material is discussed as well .Key words:mes opor ous material;surfactant;titania0 引言人类社会的进步与材料科学的发展密切相关[1,2],尤其是近几十年中,出现了许多具有特殊性能的新材料,其中介孔材料就是一种。
有序超介孔材料的制备和应用研究
有序超介孔材料的制备和应用研究近年来，随着材料科学和技术的发展，有序超介孔材料（MOFs）在各学科领域得到了广泛的应用。
这类新型的多孔材料的制备和应用研究被越来越多的学者所关注。
有序超介孔材料（MOFs）具有一些特殊的性质，如大的表面积、活性催化、自组装和高吸附性能等，因而受到广泛关注。
首先，对有序超介孔（MOFs）材料进行制备，需要采用先进的合成技术，如溶剂蒸发法、溶液和/或融合法、分子模板法、自组装和光学控制法。
这些技术可以获得具有微米尺度、多孔结构和独特组成的多孔材料。
其次，要深入研究有序超介孔材料的结构特性，有利于确定其物理性质和功能。
X射线衍射技术可以确定其结构参数，例如空间群类型、网络结构类型、单元尺寸、多孔空间分布、结构稳定性等。
此外，利用X射线吸收谱（XANES）、X射线电子能谱（XPS）和磁共振谱（NMR）技术，还可以进一步研究有序超介孔材料的化学性质。
最后，在了解了有序超介孔材料的结构性质和化学性质的基础上，可以进一步探究其功能性。
这类功能性包括：气体吸附和分离、催化作用、荧光效应和有机硅合成等。
总结以上，有序超介孔材料（MOFs）的制备和应用研究是一个复杂而又重要的研究领域。
其制备需要运用先进的合成技术，其结构特性和化学性质可以通过X射线衍射技术、X射线吸收谱、X射线电子能谱和磁共振谱等技术得以分析，其有机硅合成、气体吸附、催化活性和荧光等功能性可以有效应用。
未来有序超介孔材料（MOFs）的发展将成为材料科学和技术的一个重要方向，有望在环境保护、能源转换和医药研究等多领域发挥重要作用。
据此，本文将对有序超介孔材料的制备和应用研究进行进一步的深入讨论。
首先，本文将回顾有序超介孔（MOFs）材料的制备方法，包括溶剂蒸发法、溶液法和/或融合法、分子模板法、自组装和光学控制法等，并介绍各种方法的优缺点和应用范围。
其次，本文将深入研究有序超介孔材料的结构、化学性质和功能性，包括吸附性、催化作用、气体分离吸收、荧光效应、有机硅合成等。
有序介孔材料的合成与应用研究进展
有序介孔材料的合成与应用研究进展引言有序介孔材料是一类具有高度有序孔道结构的材料，具有较大的比表面积和孔容，广泛应用于吸附、催化、分离等领域。
本文将介绍有序介孔材料的合成方法以及在不同领域的应用研究进展。
一、有序介孔材料的合成方法1. 模板法模板法是制备有序介孔材料最常用的方法之一。
通过选择不同的模板剂，可以控制材料的孔径和孔道结构。
常用的模板剂包括硬模板剂和软模板剂。
硬模板剂通常是一些具有有序孔道结构的材料，如介孔二氧化硅、氧化铝等。
而软模板剂则是一些具有高度可调性的有机分子，如阴离子表面活性剂、聚合物等。
模板法的优点是合成过程简单，但模板的去除工艺较为复杂。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的无模板法制备有序介孔材料的方法。
该方法通过溶胶的凝胶过程形成介孔结构。
溶胶通常是由一种或多种无机物和有机物组成的溶液，凝胶过程中，溶胶中的成分在凝胶剂的作用下形成固态材料。
溶胶-凝胶法的优点是制备过程简单，可以制备出各种形状的材料。
3. 硬模板转化法硬模板转化法是一种通过模板剂的转化制备有序介孔材料的方法。
首先，选择一个具有有序孔道结构的硬模板剂，然后通过模板剂的转化过程，使其转化为无机材料。
硬模板转化法的优点是可以制备出具有复杂孔道结构的材料。
二、有序介孔材料在吸附领域的应用1. 气体吸附由于有序介孔材料具有较大的比表面积和孔容，因此在气体吸附领域具有广泛应用。
例如，将有序介孔材料用作气体分离材料，可以实现对不同气体的高效分离。
此外，有序介孔材料还可以用于气体储存和传感器等领域。
2. 液体吸附有序介孔材料在液体吸附领域也有着重要的应用。
例如，将有序介孔材料用作吸附剂可以有效去除废水中的有机物和重金属离子。
此外，有序介孔材料还可以用于药物吸附和催化剂的负载等方面。
三、有序介孔材料在催化领域的应用有序介孔材料在催化领域具有广泛的应用前景。
由于其较大的比表面积和孔容，可以提供更多的活性位点，从而提高催化剂的催化性能。
磺酸基功能化有序介孔材料合成方法的研究进展
万方数据
第３１卷第５期
曹映玉，等．磺酸基功能化有序介孔材料合成方法的研究进展
７５
料作载体制备了一系列Ｐｄ催化剂，用于催化氢 气和氧气生成过氧化氢的反应，与未磺化的各类 材料做载体制备的Ｐｄ催化剂相比，前者的产率 和选择性均远高于后者，且过氧化氢产率随着酸 密度的增加而增加。Ｓａａｄａｔｊｏｏ［１９］首次用嫁接法 制备了磁性纳米固体酸催化剂Ｆｅ。Ｏ。＠ＭＣＭ－４１一 ＳＯ。Ｈ（如图２），在室温，无溶剂条件下催化合成 苯并咕吨酮类衍生物。
图１
嫁接法对ＳＢＡ １ ５进＂磺酸基功能化
Ｄａｓ等［１６３用嫁接法将磺酸根基团引入 ＭＣＭ一４１中，大大提高了材料的酸性。Ｒａｃ等［１７１ 将苯磺酸功能化的介孔ＭＣＭ一４１材料应用于傅一 克烷基化、安息油的Ｐｉｎａｃｏｌ重排和芳烃环羧酮 反应，具有较好的选择性。Ｐａｒｋ等［１８３将磺酸基功 能化ＭＣＭ一４１一Ｓ０３ Ｈ、ＭＣＭ一４８一Ｓ０３ Ｈ、ＭＳＵ一１一 Ｓ０３Ｈ、ＳＢＡ一１５一ＳＯ。Ｈ和ＭＣＦ—ＳＯ。Ｈ等介孔材
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肪酸的酯化反应，产率为６９孵３６］。Ｗｕ等‘３７３用
５０％Ｓ０３发烟硫酸对有序介孔碳ＣＭＫ－３磺化，得 到ＣＭＫ一３一Ｓ０３Ｈ，催化环己酮肟的液相Ｂｅｃｋｍａｎｎ 重排反应；在多环芳香醛与乙二醇的缩合反应中， 反应１ ｈ，转化率也达到９０％，催化剂循环利用４次 活性没有明显下降。 Ｙｕ等［３８］用浓硫酸对单壁碳纳米管（ＳＷＮＴ） 磺化，磺化后的ＳＷＮＴ上除含有一ＳＯ。Ｈ基团 外，还有一Ｃ００Ｈ、一ＣＯＯＣ一、一ＯＨ等基团，但 ＳＷＮＴ的有序管状结构遭到破坏。Ｊａｎａｕｎ等［３９］ 以发烟硫酸为磺化剂，对介孔碳材料进行磺化，发 现磺化后材料变为无孔结构。 Ａｌｄａｎａ—Ｐ色ｒｅｚ等［４叼分别以Ｃ１Ｓ０３ Ｈ／Ｈ２ Ｓ０４ 混合物和浓硫酸为磺化剂，与石墨化炭黑（Ｓｔａｒ— ｂｏｎｓ一３００）在８０℃反应１５ ｈ，得到磺化的Ｓｔａｒ— ｂｏｎｓ－３００催化剂（图５），在游离脂肪酸与乙醇的 酯化反应中，产率为６０％，选择性为１００％。 以浓硫酸或发烟硫酸作为磺化剂对介孔碳材 料进行磺化，虽然方法简单，能得到较高的磺酸基 密度，但是容易造成介孔材料有序度降低，过度磺
有机高分子有序介孔材料的研究现状
有序有机高分子介孔材料的研究进展及应用前景冯恩科091623（同济大学材料科学与工程学院，上海201804）摘要：有序有机高分子介孔材料是当前具有广泛应用前景的一类新材料，在分离提纯、生物材料、化学合成及转化的催化剂、超轻结构材料等许多领域有着潜在的用途，成为了当今国际上的一个研究热点。
本文阐述了有序有机高分子介孔材料目前的研究进展，概述了介孔材料的分类、有序有机高分子介孔材料的合成方法、表征手段，应用，展望了有序有机高分子介孔材料的应用前景。
关键词：有序有机高分子介孔材料合成方法表征方法应用The research development and application prospects of polymericorderedmesoporousmaterialsFENG Enke 091623（School of Materials Science and Engineering, Tongji University ,Shanghai 201804）Abstract:As a class of new materials ,polymeric ordered mesoporous materials , which possess current wide prospects for potential uses , such as separation and purification ,biological material , chemical synthesis and conversion catalysts , the materials ofultra - light structure and many other areas , have become an international hotspot . In this article , the research development of polymeric ordered mesoporousmaterials is introduced. Many aspects of polymeric ordered mesoporous materialsare outlined , such as classification , synthesis methods, characterizing methods ,and applications. It is showed that the polymeric orderedmesoporous materialshave wide applicationprospects.Key words:polymeric ordered mesoporous materials;synthesis methods; characterizing methods ;applications1、前言多孔材料的最初定义源自于其吸附性能，分子筛(molecular sieve) 即得名于此，McBain 于1932年提出，用于描述一类具有选择性吸附性能的材料。
《微纳米分级有序介孔硅酸镁的制备与性能研究》范文
《微纳米分级有序介孔硅酸镁的制备与性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，微纳米材料因其独特的物理化学性质和广泛的应用前景，成为了研究热点。
其中，介孔硅酸镁作为一种新型的多孔材料，因其具有高比表面积、良好的生物相容性和化学稳定性等特性，在催化剂、吸附剂、生物医学等领域具有广泛的应用。
本文旨在研究微纳米分级有序介孔硅酸镁的制备方法及其性能，为相关领域的应用提供理论依据。
二、制备方法微纳米分级有序介孔硅酸镁的制备主要采用溶胶-凝胶法。
具体步骤如下：1. 选择合适的硅源、镁源及模板剂，将它们按照一定比例混合，制备出前驱体溶液。
2. 将前驱体溶液在一定的温度和pH值条件下进行水热反应，使硅源和镁源与模板剂发生相互作用，形成凝胶。
3. 将凝胶进行干燥、煅烧，去除模板剂，得到微纳米分级有序介孔硅酸镁。
三、性能研究1. 结构表征利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）等手段，对制备的微纳米分级有序介孔硅酸镁进行结构表征。
结果表明，该材料具有高度的有序性、均匀的孔径分布和较大的比表面积。
2. 吸附性能微纳米分级有序介孔硅酸镁具有良好的吸附性能，可以用于吸附水中的重金属离子、有机污染物等。
实验结果表明，该材料具有较高的吸附容量和较快的吸附速率。
3. 催化性能微纳米分级有序介孔硅酸镁可以作为催化剂或催化剂载体，用于催化有机反应。
实验结果表明，该材料具有良好的催化性能和较高的催化活性。
4. 生物医学应用微纳米分级有序介孔硅酸镁具有良好的生物相容性和化学稳定性，可以用于生物医学领域。
实验结果表明，该材料可以作为药物载体，实现药物的靶向输送和缓释。
四、结论本文研究了微纳米分级有序介孔硅酸镁的制备方法及其性能。
通过溶胶-凝胶法成功制备了具有高度有序性、均匀孔径分布和较大比表面积的微纳米分级介孔硅酸镁。
该材料具有良好的吸附性能、催化性能和生物相容性，在催化剂、吸附剂、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
介孔材料的研究进展
按照国际纯粹与应用化学协会 ( IU PAC) 的定 义
[ 1]
结构为模板, 利用溶胶 - 凝胶工艺 , 通过有机物和 无机物之间的界面定向导引作用组装成一类孔径 约在 1. 5~ 30 nm , 孔径分布窄且有规则孔道结构 的无机多孔材料 , 如 M41S 等. 其中有序介孔材料 是 20 世纪 90 年代初迅速兴起的一类新型纳米结 构材料, 它利用有机分子表面活性剂作为模板剂 , 与无机源进行界面反应 , 以某种协同或自组装方式 形成由无机离子聚集体包裹的规则有序的胶束组 装体 , 通过煅烧或萃取方式除去有机物质后, 保留 下无机骨架 , 从而形成多孔的纳米结构材料, 在催 化、 吸附、 分离及光、 电、 磁等许多领域有着潜在的 应用价值 . 1. 2 介孔材料的特点 介孔材料的结构和性能介 于无定形无机多孔材料 ( 如无定形硅铝酸盐 ) 和具 有晶体结构的无机多孔材料 ( 如沸石分子筛 ) 之间 , 其主要特征[ 4] 为: 具有规则的孔道结构; 孔 径分布窄 , 且在 1. 5~ 10 nm 之间可以调节; ! 经 过优化合成条件或后处理, 可具有很好的热稳定性 和一定的水热稳定性; ∀ 颗粒具有规则外形, 且可 在微米尺度内保持高度的孔道有序性 .
[ 2]
.
[ 3]
( 2) 按照介孔是否有序 , 介孔材料可分为无定 形( 无序) 介孔 材料和有序介孔材料 . 前者如普 通的 SiO2 气凝胶、 微晶玻璃等, 孔径范围较大 , 孔 道形状不规则; 后者是以表面活性剂形成的超分子
2
介孔材料的合成方法
制备介 孔材 料的 方 法
[ 5]
大 致有 溶胶 - 凝 胶
1
1. 1
介孔材料的分类及特点
介孔材料的分类 ( 1) 按照化学组成 , 介孔材料可分为硅基和硅
有序介孔材料的合成及应用研究进展
有序介孔材料的合成及应用研究进展付新【摘要】Ordered mesoporous materials with highly ordered pore structure, big specific surface area and more active sites,have been widely used in chemical,biomedical and functional materials. The synthetic mechanism, synthetic method and the application of ordered mesoporous materials were reviewed in this paper.%有序介孔材料具有高度有序的孔道结构、较大的比表面积和较多的活性位,广泛应用于化工、生物医药和功能材料等领域.系统综述了有序介孔材料的合成机理、合成方法及其应用.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2012(029)008【总页数】5页(P6-10)【关键词】有序介孔材料;软模板法;合成机理【作者】付新【作者单位】渭南师范学院化学与生命科学学院,陕西渭南714000【正文语种】中文【中图分类】TB383有序介孔材料是指以表面活性剂为模板剂(结构导向剂)，利用溶胶-凝胶、乳化或微乳等化学反应，通过有机物和无机物之间的界面作用，组装生成的一类无机多孔材料。
由于有序介孔材料孔径分布范围窄、且在2～50 nm范围内可调，因此对于沸石分子筛难以完成的大分子催化、吸附与分离等过程意义重大。
同时有序介孔材料具有规则、有序、可调的纳米级孔道结构，使其可作为纳米微粒的“微反应器”，为人们从微观角度研究纳米材料(客体)在介孔材料(主体)中组装可能具有的小尺寸效应、面效应、子效应等提供了重要的物质基础。
近几年，作为一种新型功能材料，有序介孔材料以其大的比表面积、高度规整的孔道结构、孔径分布窄且可调等优良的结构性能使其在催化、吸附与分离、生物医药合成、材料组装等方面有着巨大的应用潜力，因此越来越多的科研工作者将目光投向了这类材料的合成研究，并取得了较大的进展。
以KIT-6为硬模板剂制备有序介孔材料的研究进展
的介孔材料在催化与功能材料领域所发挥的重要的价值。
铈催化剂[J].化学工程,2016,(8):11-14.
２．１ 作环保的绿色催化剂
[6]夏云生.介孔金属氧化物 MOx(M=Cr,Fe,Co,Sm,Eu)制备及物化性质
以 ＫＩＴ－ ６ 为硬模板制得的介孔材料在催化性能上不仅高效，而 研究[D].北京：北京工业大学,2010.
[D].银川：宁夏大学,2015. [8]高姣.超级电容器用有序介孔碳材料的制备及其性能优化[D].湘 潭：湘潭大学,2016. [9]李连霞.介孔二氧化锰电池材料的可控合成及其电化学性能研究
反应温度也更低，在降低污染的同时又能节省能量消耗；以 ＫＩＴ－ ６ [D].武汉：中国地质大学,2010.
为硬模板，通过真空浸渍法制得的介孔氧化钴 Ｃｏ－ ＫＩＴ６［６］具有优异
较大的比表面积、孔容以及均一规整的孔道结构等优点使得介孔材 孔材料在催化、气敏、电化学等方面均发挥出了优异的性能，具有无
料成为了人们关注的焦点，并被广泛应用于催化、吸附、医药等诸多 可替代的重要研究价值。在针对以 ＫＩＴ－ ６ 为硬模板剂的研究中，以
领域。ＫＩＴ－ ６ 是具有 Ｉａ３ｄ 的立方孔道结构的介孔硅材料，其高度有 下几个方面的工作值得进一步开展。
料时具有不易坍塌且孔道结构保留较为完整等优点 ［２］，因此，以 于社会。
ＫＩＴ－ ６ 为硬模板制备有序介孔材料的方法被广泛应用于研究中，并
３．２ 目前对硬模板法制成的介孔材料的改性研究仍进展缓慢，
得到了长足的发展。
研究者们应全面评价所制备的介孔材料的结构特点，以便于表面改
１ ＫＩＴ－ ６ 的合成方法
关键词 ＫIT-6 硬模板法介孔材料绿色催化剂功能材料
国际纯粹和应用化学联合会（ＩＵＰＡＣ）规定，孔径处于 ２－ ５０ｎｍ
介孔材料研究进展
介孔材料研究进展雷瑞【摘要】介孔材料是指孔径为(2～50) nm的多孔材料,具有孔道结构规则有序、孔径分布窄、比表面积大和孔隙率高等特点,在催化、电、磁、传感器、纳米材料合成、光学器件和色谱载体等领域具有潜在的应用价值,是近年来国际上跨学科的研究热点.介孔材料的合成采用水热合成法,为液晶模板和协同自组装机理,在介孔材料中引入灿、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Mn、Mo、Nb、Ti、V和Zr等可提高反应活性和表面吸附能,主要应用于分离与吸附、光学以及作为催化剂使用.如何在保持介孔结构的基础上提高材料的结晶性及功能性,利用低成本模板剂制备结构稳定、高孔隙率和高比表面积的介孔材料已成为研究热点.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2014(022)007【总页数】5页(P505-509)【关键词】催化化学;介孔材料;形成机理;应用现状【作者】雷瑞【作者单位】陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TQ426.65;O643.36多孔材料因具有较高的比表面积和孔体积，经常用作吸附剂、催化剂及催化剂载体。
多孔材料根据孔径大小可分为微孔材料(孔径<2 nm)、介孔材料[孔径(2～50) nm]和大孔材料(孔径>50 nm)[1]。
1992年，美孚公司首次以烷基季铵盐阳离子表面活性剂为模板剂，成功合成了M41S系列有序介孔分子筛，将分子筛的规则孔径从微孔范围扩展到介孔领域[2-3]。
有序介孔材料是新型无机纳米结构材料，具有较大的比表面积，相对大的孔径以及规整的孔道结构，在催化反应中适用于活化较大的分子或基团，显示出优于沸石分子筛的催化性能，并成为研究热点，在分离提纯、生物材料、催化和新型组装材料等方面具有巨大的应用潜力。
本文通过介孔材料的结构特点、合成方法、形成机理及应用现状，综述介孔材料的研究现状及其发展前景。
1 介孔材料特点及分类1.1 特点介孔材料的结构和性能介于无定形无机多孔材料和具有晶体结构的无机多孔材料之间，主要特点[4]：(1) 规则的孔道结构，可在微米尺度保持高度的孔道有序性；(2) 孔径分布窄，在(2～50) nm可调；(3) 比表面积大(1 000 m2·g-1)，孔隙率高；(4) 经过优化合成条件或后处理，具有较好的水热稳定性。
软模板法合成有序介孔材料的研究进展
列 氧化 硅 （ ） 有 序介 孔 分 子 筛 ， 铝孔 材 料 的合 成 和应 用 注
入 了新 的活 力
构 成介 孔 无机 骨 架 物种 之 间要 有 较强 的作 用 ， 出 脱 模 板 剂 后 形成 介 孔 材料 。相 对于 硬模 板 法 ， 模板 软
２２ 硅酸盐棒 状 自组装模型 ．
Ｄｖ ａｉ ｓ等 利 用 １ＮＭＡ ＭＲ原 位 技 术研 究 ４ ＳＮ 了 ＭＣ ４ 形成 机制 ， Ｍ一 １ 在其形 成 过程体 系 中没有 观 察到 六角 液 的 晶相 ， 他们认 为 这是 硅酸 盐导 致 了无 机物 种与 胶束 之 间发 生 了强烈 相互 作用 ， 层硅 酸 单
离 子不 仅平 衡 表 面活性 剂 阳离子 电荷 ， 而且参 与 液
可 以调节其 相对 大 小形 成不 同的合 成路 线 ， 体 如 具
下详细表 述 。
（） ＋ 路线 １ ＳＩ 一
阳离 子 表 面 活性 剂 以静 电引 力
方式 和负 电荷 的无 机硅 物种 离子结 合 ， 碱性 条件 在
化
学
工
程
师
Ｃ ｅ ｅｌ ｎ ｉｅｒ ｈ ｍｉ Ｅ ｇｎ ｅ ａ
２１ ０ ０年第 ５期
抽
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文章编 号：０２ １２（０００一０３ ｏ １０— ４ ２１ ｝５ｏ４一４ １
述
软模板 法合成有序介 孔 材料 的研 究进 展 母
董 秀芳 ， 曹端林 ， 李 裕 ， 军平 李
（ 中北 大 学 化 工 与 环 境 学 院 ， 山西 太 原 ０ ０ ５ ） ３ ０ １
国际纯 粹 和应用 化 学联 合 会 （Ｕ Ａ 定义 孔 径 ＩＰ Ｃ）
小 于 ２ ｍ 和 大 于 ５ ｎ 多 孔 材 料 为 微 孔 和 大 孔 材 ｎ Ｏｔ ｏ
介孔碳材料的研究进展
基本内容
介孔材料在空气净化方面具有广泛应用，主要应用于去除室内空气中的有害 物质，如甲醛、苯等。由于介孔材料具有大的比表面积和强的吸附能力，能够有 效地吸附和分解这些有害物质。此外，介孔材料还被应用于药物载体和药物释放 领域，能够实现药物的控释和靶向输送，提高药物的疗效和降低副作用。
基本内容
在废水处理领域，介孔材料同样展现出广阔的应用前景。由于其具有大的比 表面积和强的吸附能力，能够有效地吸附和分离废水中的有害物质，从而达到净 化废水的目的。此外，介孔材料在建筑材料领域也有一定的应用，如用作保温材 料、隔音材料等。
参考内容二
基本内容
基本内容
介孔材料是一种具有均匀孔道结构的材料，孔径介于微孔和纳米之间。由于 其独特的孔道结构和优异的性能，介孔材料在多个领域具有广泛的应用前景，引 起了科研人员的极大。本次演示将介绍介孔材料的研究背景、现状、方法及成果， 并探讨未来的发展趋势。
基本内容
介孔材料的研究背景和意义介孔材料具有高度有序的孔道结构，孔径可在一 定范围内调节。这种材料在催化、吸附、分离及生物医学等领域具有广泛的应用 价值。例如，在催化领域，介孔材料可作为催化剂或催化剂载体，提高反应效率； 在吸附领域，介孔材料具有高比表面积和多孔性，可用于气体分离和液体吸附； 在生物医学领域，介孔材料可用于药物传递和生物成像等。因此，开展介孔材料 的研究具有重要的理论和实践意义。
介孔氮化碳材料的合成主要涉及模板法、硬模板法、软模板法和无模板法等 几种方法。其中，模板法是最常用的一种方法，它通过使用硬模板（如二氧化硅、 氧化铝等）或软模板（如表面活性剂、胶束等）来控制氮化碳的孔径和形貌。
二、介孔氮化碳材料的合成
例如，通过将碳前驱体（如苯酚）在模板中热解，然后在高温下与氨气或氮 气反应，可以合成出具有有序介孔结构的氮化碳材料。此外，通过使用软模板 （如十二烷基硫酸钠），也可以合成出具有大孔径的氮化碳材料。
有序碳基介孔材料的合成与应用研究进展
有序碳基介孔材料的合成与应用研究进展＊李俊芳，杨海峰，卢晓静，席广成，张 轩，胡 超，闫 妍（中国检验检疫科学研究院工业与消费品安全研究所，北京１００１２３）摘要 有序碳基介孔材料具有比表面积大、导电和导热性高、化学稳定性好等特点，因而受到人们的密切关注。
基于最新研究进展，总结了有序碳基介孔材料的硬模板法、软模板法合成路线及功能化方式，评述了各种方法的特点及局限性，并介绍了该类材料在吸附分离、催化、生物传感器以及能量存储等方面的应用研究进展。
关键词 有序介孔碳 硬模板 软模板Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｏｒｄｅｒｅｄ Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ Ｃａｒｂｏｎ ＭａｔｅｒｉａｌｓＬＩ Ｊｕｎｆａｎｇ，ＹＡＮＧ Ｈａｉｆｅｎｇ，ＬＵ Ｘｉａｏｊｉｎｇ，ＸＩ Ｇｕａｎｇｃｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｘｕａｎ，ＨＵ Ｃｈａｏ，ＹＡＮ Ｙａｎ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｓａｆｅｔｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１２３）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｒｄｅｒｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｔｔｒａｃｔ ｍｕｃｈ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｌａｒｇｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ，ｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｏｒｄｅｒｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍｅ－ｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｃａｔａｌｙｓｉｓ，ｂｉｏ－ｓｅｎｓｏｒｓ，ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｏｒｄｅｒｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ，ｈａｒｄ ｔｅｍｐｌａｔｅ，ｓｏｆｔ ｔｅｍｐｌａｔｅ ＊中国检验检疫科学研究院院长基金（２０１２ＪＫ０１９） 李俊芳：女，１９８２年生，硕士，从事进出口消费品安全研究 闫妍：通讯作者，女，１９７９年生，博士，从事进出口消费品安全研究 Ｔｅｌ：０１０－８５７８３２０１ Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｙａｎ＠ｃａｉｑ．ｇｏｖ．ｃｎ 有序介孔材料是指孔径在２～５０ｎｍ之间，且孔道大小均匀，规则排列有序的一类新型纳米结构材料。
功能化有序介孔材料SBA-15的控制合成及其应用研究
功能化有序介孔材料SBA-15的控制合成及其应用研究功能化有序介孔材料SBA-15的控制合成及其应用研究引言：功能化有序介孔材料SBA-15是一种具有颇高研究及应用价值的材料，其独特的孔道结构和表面性质赋予其出色的催化、吸附、分离等功能。
本文旨在介绍SBA-15的合成方法及其在催化和吸附领域的应用研究。
一、SBA-15的合成方法：SBA-15是一种有序排列的介孔材料，其合成方法主要有两种：硅胶模板法和硅胺法。
硅胶模板法是最常用的一种方法，首先选择一种适当的模板剂，像十六烷基胺（CTAB）或PEG等，然后加入硅源和酸性条件下的溶剂，通过水热反应形成SBA-15的有序孔道结构；硅胺法则是根据正硅酸乙酯和硫酸的反应生成一种硅胺中间体，而后再通过水热反应形成SBA-15。
两种方法都可以得到有序孔道的SBA-15材料，但前者更为常用。
二、SBA-15的表征与功能化方法：SBA-15的结构可以通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气吸脱附（BET）等手段进行表征。
透射电镜可以观察到其有序排列的孔道结构，X射线衍射则可以确定孔道的直径大小，而氮气吸脱附则可以测定孔道的比表面积和孔容。
功能化方法主要通过表面修饰或改性来赋予SBA-15特定的化学或物理性质，如在其表面引入功能基团，或通过金属离子的交换得到特定催化性能。
三、SBA-15的催化应用：由于SBA-15具有可调控的孔道结构和高比表面积，使其成为催化剂载体的理想材料。
将催化剂负载在SBA-15上可以提高其催化活性和选择性，并且有助于减少副反应的发生。
常见的负载在SBA-15上的催化剂有金属纳米颗粒、金属氧化物和酸性物质等。
以金属纳米颗粒为例，将其负载在SBA-15上可以制备出高效的催化剂，如铂负载SBA-15催化剂可应用于甲醇氧化反应，表现出优异的活性和稳定性。
四、SBA-15的吸附应用：SBA-15由于其大孔道结构和高介孔比表面积，使其成为吸附剂的理想材料。
介孔材料的研究现状
介孔材料的定义及研究背景根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义，多孔材料(porous material) 可分为微孔材料、介孔材料和大孔材料。
孔径>50nm的孔为大孔(macropore)，孔径<2nm的孔为微孔(micropore)，孔径介于2nm～50nm的孔为介孔(mesopore)[1]。
有序介孔材料是以表面活性剂分子聚集体为模板，通过有机物和无机物之间的界面作用组装生成的孔道结构规则、孔径介于2～50nm的无机多孔材料。
沸石分子筛用作催化剂被认为是石油催化领域的一次革命。
这是因为在石油炼制工业中，许多催化加工过程如催化裂化、催化重整、加氢裂化等，由于使用了沸石催化剂，都有了新的突破。
ZSM型沸石在烃类的催化降凝、异构化、歧化、芳构化等方面的广泛应用，以及随之而来的其它各种类型微孔分子筛的开发和应用，给众多的石油催化工艺注入了新的活力。
这些孔类（0.3～1.0nm)分子筛之所以在吸附、分离以及择形催化方面具有如此特殊的功能，在于它们的晶体内部一般有均匀的孔道相通，并具有很大的内表面积以及较强的酸性等特点。
尽管如此，由于在众多的催化加工过程中，常常还会遇到一些较大分子的加工问题。
如重质油的催化裂化、大分子物质的吸附分离、大环状配合物的固载等。
显然，现有的一些微孔分子筛就不能满足要求了。
因此，急需解决超大分子筛或者介孔材料的制备问题。
同时，随着染料与印染工业的发展，其生产废水已成为当前最主要的水体污染源之一。
染料作为环境重要污染源，其种类多、污染量大、结构复杂且多数染料为有毒难降解有机物，化学稳定强，具有致癌、致畸、致突变的“三致”作用，而有序介孔材料在多相催化、吸附与分离、环境保护、功能材料等领域极具应用潜力。
因此，寻求新型的有序介孔材料成为国际上跨学科的研究热点之一。
近年来，无机化学家们在分子筛合成的基础上，致力于孔径较大的孔性材料的研究和开发，取得了一些突破性进展，合成了一系列介孔（2.0～50.0nm）材料[2]，为解决上述问题提供了新的希望。
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液晶模板与协同作用机理
MCM-41 MCM-48 MCM-50
Electric interaction: S+I-, S-I+, S+X-I+, S-X+I Hydrogen-bonding interaction: S0I0
电荷密度匹配机理
2007年, Freddy等用二维六方的SBA-15和三维立方的KIT-6为模板合成了有序
的
Co3O4
近期的研究表明各种新型的介孔材料在化学、光电子学、 电磁学、材料科学、环境科学、分离科学等诸多领域有着 巨大的应用潜力。
介孔分子筛功能材料将在二十一世 纪材料科学的发展中发挥重要的作用。
1994年，Huo等在酸性条件下合成出APMs介孔材料，结束MCM系列只能在碱 性条件下进行的历史，拓展了人们对模板法合成介孔材料的认识
有序介孔材料的研究进展
简介 有序介孔材料的合成方法 有序介孔材料的合成机理 应用与展望 文献
多孔材料的分类
微孔材料
介孔材料
Hale Waihona Puke 大孔材料孔径小于2nm
孔径在2~50nm之间
孔径大于50nm
定义：有序介孔材料是以表面活性剂分子聚集体为模板，利用 溶胶凝胶工艺，通过有机物和无机物之间的界面作用组装生成的 孔道规则、孔径介于2-50nm的多孔材料。
1999年，Ryoo等利用硅分子筛为模板合成介孔碳分子筛，就此揭开了用硬模板法 合成有序介孔氧化物的序幕
2003年，赵东元等利用KIT-6为模板合成了高度有序的介孔Cr2O3 2003年，Ryoo等利用介孔分子筛SBA-15为模板合成了有序的接孔CeO2
2005年，Tiemann等先用SBA-15为模板合成了有序的CMK-3为模板合成了 MgO
介孔孔径均一可调
比表面积大
颗粒外形丰富多彩
特性
骨架结构稳定， 易于掺杂其他组 分
内表面易于修饰
水、热稳定性较好
有序介孔材料合成的历史
1992年Mobil公司的科学家首次报道合成了M41M系列介孔分 子筛，它们具有规整有序的孔道结构，比表面积大，孔径可以在 1.5～10nm之间可调。这一报道立即引起国际学术界的重视，从 此掀起介孔材料研究的热潮
Reaction Coordinate
广义液晶模板机理
该机理认为：表面活性剂分子与无 机物中之间靠协同模板作用成和形 成液晶，发展成为介孔结构
协同模板的类型： ✓电荷匹配模板 ✓配位体辅助模板 ✓中性模板
有序介孔材料的应用
有序介孔材料自诞生起就 得到国际物理学、化学与 材料界的高度重视，并迅 速成为跨学科研究的热点
MCM-41 (p6mm)
MCM-48( Ia3d)
MCM-50(Lá)
1994年，Huo等在酸性条件下合成出APMs介孔材料，结束MCM系列只能在 碱性条件下进行的历史，拓展了人们对模板法合成介孔材料的认识
1996年Bagshaw等采用聚氧乙烯表面活性剂，S0I0 非离子型合成路线，首次合 成出介孔分子筛Al2O3 。其表面积可达600 m2/g ，去除模板剂后的热稳定性 可达700℃
MCM-48
Synthesis of mesoporous carbon
Stabilization of crystallization process for Ordered Nb-Ta oxide
Synthesis of MgO by mesoporous carbon replication
有序介孔材料的形成机理
有序介孔材料的合成方法
软模板法：无机前驱体与表面活性剂在一定条件下，自 组装生成有序的有机无机的杂化相，利用高热处理或其 他方法去除表面活性剂，最终得到有序介孔材料。主要 合成硅基有序介孔材料，如MCM-41, MCM-48， SBA-15等等
硬模板法：以有序多孔材料为模板，在孔内合成预期的 各种纳米结构材料。主要合成非硅基的有序介孔材料， 如有序介孔碳，有序介孔氧化铝，有序介孔氧化锰等等
之一
化工领域 生物医药领域 环境科学领域 分离科学领域 功能材料制备
面临的问题
多数新型介孔分子筛合成路线复杂，成本较高，存在 一些技术上的问题，因此还无法实现工业化, 所以针对 这一特点进行的研究应该继续深入
寻找廉价、低毒、简便、快速的合成方法以及回收模板剂等降低成本的 方法是介孔材料发展应该努力的方向
软模板法
Sol-gel
Removal of template
Surfactant micelles
Organic/inorganic composites
缺点： ➢骨架结构不能完全缩聚 ➢热稳定性比较差 ➢曲率与模板的壁不匹配
Mesoporous material
硬模板法
I41/a
CMK-1
Ia3d
介孔材料合成的突破性进展是酸性合成体系中使用嵌段共聚物（非离子表面活 性剂)为模板，得到孔径大、有序程度高的介孔分子筛SBA-15
1999年，Ryoo等利用硅分子筛为模板合成介孔碳分子筛，就此揭开了用硬模板法 合成有序介孔氧化物的序幕
SBA-15
highly ordered thick silica wall, microporous walls thermally and hydrothermally stable large pore size (4.6 ~ 40 nm) high surface areas ( ~ 1000 m2/g) pore volume (1.0—2.5 cm3/g)
通过介孔材料的修饰和改性或其他合成方法，优化介孔材料的性能
进一步研究介孔材料结构与性能的关系，研究各种介孔材料具体的特殊 性能，从而把介孔材料作为一种功能型器件运用于具体场合开辟道路
发现更多的介孔材料的应用领域，真正发挥介孔和大孔的独特作用
前景展望
介孔分子筛是近年来材料科学领域兴起的一个前沿学科， 已成为当今科学界研究的一个热点。
1996年Bagshaw等采用聚氧乙烯表面活性剂，S0I0 非离子型合成路线，首次合 成出介孔分子筛Al2O3 。其表面积可达600 m2/g ，去除模板剂后的热稳定性 可达700℃
介孔材料合成的突破性进展是酸性合成体系中使用嵌段共聚物（非离子表面活 性剂)为模板，得到孔径大、有序程度高的介孔分子筛SBA-15