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介孔材料制备技术及其应用随着现代科学技术的不断进步，各种高级功能材料应用的广泛开发和研究促进了各个领域的发展。
其中，介孔材料作为一种新型磷酸盐材料，其具有孔径分布广、孔体积大、表面积大、结构调控性好、表面活性特别强等显著特点。
介孔材料的这些特性决定了它在多个领域的应用前景。
本文旨在介绍介孔材料制备技术、材料结构及其在催化、吸附等方面的应用。
一、介孔材料的制备技术1. 模板法模板法是制备介孔材料的经典方法。
在该方法中，通过将表面活性剂（或无机分子）作为介孔材料的模板来制作出介孔材料。
这些模板可以穿过孔道进入介孔材料的基质，并在介孔材料中形成无定型的孔洞结构。
在制备过程中，表面活性剂与一种含有硅和有机溶剂的混合物一起经过水解和缩合等反应最终生成介孔材料。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法顾名思义，是由溶胶团簇到凝胶的一个过程，是无机化合物制备介孔材料的方法之一。
在制备介孔材料中，凝胶通常是由硅酸四酯水解制得，可被进一步热处理来获得介孔材料。
通过控制溶胶-凝胶法获得的碳氢比，可以控制介孔材料的孔径和孔长径之比。
3. 溶剂热法溶剂热法是介孔材料制备的另一种方法。
在这种方法中，先制备出高温的液晶相（Lyotrope phase），然后将材料冷却到室温，从而形成介孔材料。
虽然溶剂热法制备的介孔材料中孔径分布较广，但是与模板法相比，其制备过程要简单、操作较方便。
因此，该方法仍被广泛应用在实际生产中。
二、介孔材料的结构介孔材料具有大的比表面积和高的孔径结构，在不同的材料结构和性质方面都得到了广泛的研究。
在介孔材料中，孔直径分布在2-50纳米之间；孔壁厚度约为数纳米到数十纳米之间。
由于介孔材料中孔道的大小和分布是可以调控的，在制备过程中可以控制介孔材料的结构和性能。
三、介孔材料的应用1. 催化材料介孔材料可以作为催化剂的载体。
在催化过程中，排气中的反应产物通过介孔材料中的孔道进行扩散，从而得到更高的反应效率。
种类繁多的催化剂都可以使用介孔材料作为载体，如铜、钼、铂、钴等。
介孔材料名词解释
介孔材料是一种孔径在2-50纳米之间的材料，具有高比表面积和孔容量，通常用于催化剂、吸附剂、分离膜等领域。
介孔材料在化学、物理、生物学等领域都有广泛的应用。
介孔材料可以分为有机介孔材料、无机介孔材料和混合介孔材料三类。
有机介孔材料主要由有机高分子自组装形成，具有较好的可控性和可调性。
无机介孔材料主要由无机化合物（如硅酸盐、铝酸盐等）自组装形成，具有良好的热稳定性和机械强度。
混合介孔材料是由有机和无机材料通过共混合成的材料。
介孔材料的特点是孔径大小适中，具有很大的比表面积和孔容量，可以大幅度增加反应物接触面积，提高反应效率和选择性。
此外，介孔材料还具有高度可控性和可调性，可以根据需求调控孔径大小和孔壁结构，以实现更好的性能表现。
介孔材料的应用范围非常广泛，例如在催化剂领域中，介孔材料可以作为载体或活性组分，用于催化反应，提高反应效率和选择性；在吸附剂领域中，介孔材料可以用于气体或液体的吸附和分离；在分离膜领域中，介孔材料可以用于制备高选择性的分离膜，用于分离气体或液体混合物。
介孔材料的应用
介孔材料是一种具有高度有序孔道结构的材料，其孔径在2-50纳米之间。
由于其独特的结构特点，介孔材料在多个领域具有广泛的应用前景。
本文将就介孔材料在催化、吸附、药物输送等方面的应用进行探讨。
介孔材料在催化领域有着重要的应用。
介孔材料具有大量的孔道结构，能够提供更多的活性表面积，增加催化反应的效率。
此外，介孔材料的孔径大小可调，可以用于不同尺寸的反应物分子。
这使得介孔材料在催化反应中具有更好的选择性和活性，有望取代传统的催化剂，成为未来催化领域的重要候选材料。
介孔材料在吸附领域也有着广泛的应用。
介孔材料具有高度有序的孔道结构，可提供大量的吸附位点，具有较大的吸附容量和高速的吸附速率。
这使得介孔材料在气体分离、水处理和废水处理等领域有着重要的应用前景。
例如，介孔材料可以用于去除水中的重金属离子、有机污染物等，具有较好的吸附性能和再生性能。
介孔材料还可以应用于药物输送领域。
介孔材料具有可调控的孔径大小和表面性质，可以用于载药和控释药物。
介孔材料可以将药物载入其孔道中，保护药物不被分解和降解，延长药物的血药浓度和作用时间，提高药物的生物利用度。
因此，介孔材料在药物输送系统中有着广阔的应用前景，可以被用于治疗癌症、炎症和感染等疾
病。
介孔材料具有广泛的应用前景，在催化、吸附和药物输送等领域都有着重要的应用价值。
随着材料科学的不断发展和进步，介孔材料的结构设计和功能化将会得到进一步的优化和完善，为其在各个领域的应用提供更加广阔的空间。
相信未来介孔材料将会成为材料科学领域的研究热点，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
介孔材料的制备及应用研究近年来，介孔材料因其独特的孔结构和良好的表面活性，受到了广泛的关注和研究。
介孔材料具有比传统多孔材料更小的孔径、更高的孔隙度和更大的比表面积，这使得它们在化学、环境、材料等多个领域具有广泛的应用前景。
一、介孔材料的制备方法1. 模板法模板法是介孔材料制备中最为常用的方法之一。
该方法利用有机模板剂在介孔材料的制备过程中发挥引导孔道的作用，进而控制介孔材料的孔径和孔壁厚度。
有机模板剂包括软模板剂和硬模板剂，其中软模板剂如十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十二烷基硫酸钠（SDS）等，硬模板剂如胆甾烷和二甲基环己基胺等。
模板法简单易行，制备过程中使用的原料易得，但该方法需要考虑到模板剂的挥发和提取问题，同时，模板的选择对孔径和孔壁厚度也有较大影响。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是介孔材料制备中另一种常用方法。
它利用一些化学反应前驱体和溶剂相互作用形成凝胶，经干燥和煅烧后得到介孔材料。
通常，硅酸乙酯（TEOS）是最常用的前驱体，而酒精、水等是常用的溶剂。
该方法制备的介孔材料孔径较小，孔分布均匀，孔径分布范围较窄，但该法制备过程需要较长时间，而且其机理尚不十分清楚。
3. 氧化还原法氧化还原法是利用还原剂在溶液中还原过渡金属或金属氧化物形成纳米粒子，然后以介孔模板得到具有高比表面积和介孔结构的材料。
该方法不仅可以控制孔径大小，还可以调节介孔材料的结构和形貌。
二、介孔材料的应用研究1. 催化剂介孔材料在催化剂领域有着广泛的应用。
由于较大的表面积和孔隙度，介孔材料具有很高的催化活性和选择性。
此外，利用模板法或其他方法可以制备出形貌不同、孔径分布不同的介孔材料，这也可以实现对催化反应的精确控制。
目前，介孔材料在汽车催化转化器、有机反应催化剂等方面得到了广泛应用。
2. 环境污染治理介孔材料在环境污染治理中也有着潜在的应用。
例如，利用介孔材料制备吸附材料，可以有效去除水、空气或土壤中的污染物质。
介孔材料的合成及应用介孔材料是一种具有大量纳米级孔隙的材料，拥有广泛的应用前景。
本文将介绍介孔材料的合成方法和应用领域。
一、介孔材料的合成方法1. 模板法合成介孔材料模板法是合成介孔材料的常用方法之一，其基本原理是使用一种可溶性的有机或无机模板，在它的作用下，介孔材料具有特定的孔结构、特定的晶型和形状。
由于模板法的原料成本低、易于操作、控制孔径和和孔结构，因此被广泛应用于介孔材料的合成中。
2. 溶胶-凝胶法合成介孔材料溶胶-凝胶法是一种基于化学反应的介孔材料合成方法。
它以无定形和有定形的先驱体为原料，在适当的氢氧离子浓度和温度下进行多连续骨架反应，最终得到孔径大小不等的介孔材料。
其优点是制备工艺相对简单、反应时间短。
但缺点是无法控制孔径和孔结构的大小和分布。
二、介孔材料的应用领域1. 催化剂介孔材料在催化剂领域中具有广泛的应用前景。
由于介孔材料微米级别的特定孔型和配合物种类，使其具备较高的光催化性能、质子传递反应和离子交换反应，在催化剂领域中具有巨大的潜力。
2. 吸附材料介孔材料具有大量的微小孔道，可以将具有大分子量的有机和无机颗粒物质的吸附性能得到很好的提高。
在环保处理、化学分离技术领域中有着广泛的应用，如石油催化剂的再生、废气处理等。
3. 药物释放载体介孔材料具有空间中结构复杂的孔道和可调控的孔径大小和分布，这些特性使其成为一种优良的药物缓释系统，可充分利用孔道吸附和承载药物，控制药物释放速率和时间，从而增强药物的治疗效果。
4. 电子显示器材料介孔材料的表面性质和空间结构的可调控特性使其具有良好的导电性和吸附功效，已广泛应用于LCD电子显示屏的制造行业。
五、总结介孔材料具有广泛的应用前景，不仅在环保、化学分离、药物控释等领域有着突出的表现，而且未来其在纳米材料、能源材料、电子信息技术领域中也会得到广泛的应用。
合成介孔材料过程中需注意控制不同操作参数对孔结构和孔径的影响，探索多种方法进行改进和优化。
介孔材料化学系 0801 顾天宇 09介孔材料是指孔径为2.0～50nm的多孔材料,如气凝胶、柱状黏土、M41S材料。
按照化学组成分类，可分为硅基和非硅基两大类。
按照介孔是否有序分类，可分为有序和无序介孔材料。
介孔材料的制备主要有模板法、水热法、溶胶- 凝胶法等几种方法。
模板法： 1)阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂作模板剂,在介孔材料制备中的应用较为普遍,常采用三甲基季铵盐(ATMA)为结构导向剂,在水热体系中用合成时,通过改变合成条件可得到不同结构的介孔材料。
如Ch. Danumah等利用十六烷基三甲基氯化铵/十六烷基三甲基氢氧化铵和乳胶粒子作为模板剂,制备出具有中孔和大孔分层孔结构的硅基分子筛。
使用长链烷基季铵盐阳离子表面活性剂合成出的介孔材料比较单一,通常仅限于M41S型类似结构的介孔分子筛,孔径只有2～5 nm,孔壁较薄,提高材料的水热稳定性是其应用开发研究的首要问题。
闫欣等报道,以低聚季铵盐表面活性剂作为模板剂,在中性条件下,合成了结构高度有序的介孔硅铝酸盐材料MCM - 41。
由于低聚表面活性剂的端基电荷密度高、CMC值小、在水中的自组装能力强,因而可以在低温、低表面活性剂浓度下合成有序性较高的介孔材料。
2)阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂主要是长链烷基硫酸盐、长链烷基磷酸盐和羧酸盐等,常用于合成具有阳离子聚合过程的无机材料,如金属氧化物介孔分子筛的制备。
V. Luca等采用新的合成法,以价廉的十二烷基硫酸盐为模板剂,合成了具有蠕虫洞孔道的介孔二氧化钛。
该法分两步进行,第一步是十二烷基硫酸钠与TiCl3在水溶液中反应生成十二烷基硫酸钛,第二步是将合成的十二烷基硫酸钛溶于无水乙醇中,加入钛酸异丙酯调节硫酸盐比,最后在一定的湿度和空气流速下可获得介孔二氧化钛。
其热稳定性较差,但经改性后,可在300～400 ℃保持稳定。
3)非离子表面活性剂由于非离子表面活性剂在溶液中呈中性,氢键被认为是介孔相形成的驱动力。
介孔材料的合成与性能研究介孔材料是一类具有孔径在2－50纳米范围内的材料。
它们具有高比表面积、调控孔径大小、优异的化学稳定性以及良好的传质特性等优点，因此在催化、吸附、储能等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍介孔材料的合成方法以及其在催化和吸附领域的性能研究。
首先我们来介绍介孔材料的合成方法。
常用的合成方法包括溶胶凝胶法、电化学法、模板法等。
其中，溶胶凝胶法是最常用的合成方法之一。
这种方法首先需要选择合适的无机盐和有机物作为前驱物，通过溶胶聚集和凝胶形成的过程来得到介孔材料。
电化学法则是利用电化学原理，在电极表面形成一层薄膜，然后通过控制薄膜的厚度和孔径大小来合成介孔材料。
模板法则是利用有机或无机模板剂的模板作用，在其周围沉积无机源或有机源，形成介孔结构后，再通过煅烧等方法将模板清除，得到介孔材料。
接下来，让我们关注一下介孔材料在催化领域的应用。
由于介孔材料具有高比表面积和可调控的孔径大小，因此在催化反应中有着广泛的应用。
例如，将介孔材料作为载体，将活性金属纳米颗粒沉积在其表面，可以得到高活性的催化剂。
此外，通过调控介孔材料的孔道尺寸和孔道结构，还可以实现催化反应的选择性。
例如，较大孔径的介孔材料可以用于大分子底物的催化反应，而较小孔径的介孔材料则可以用于选择性催化反应。
除了催化领域，介孔材料在吸附领域也有着广泛的应用。
由于介孔材料具有高比表面积和可调控的孔径大小，因此可以用于气体吸附和溶液吸附等方面。
例如，在环境保护领域，将介孔材料应用于废气处理和水处理等方面可以实现高效的吸附和去除。
此外，在能源储存领域，介孔材料也可以用于储氢、储能等方面。
通过调控介孔材料的孔径大小和孔道结构，可以调节吸附和释放能力，从而实现高效的能量转换和存储。
综上所述，介孔材料具有许多独特的性能，如高比表面积、调控孔径大小、优异的化学稳定性以及良好的传质特性等。
这些性能使得介孔材料在催化和吸附领域有着广泛的应用前景。
进一步的研究和发展将有助于优化介孔材料的合成方法，并深入解析其性能与结构之间的关系，为其在各个领域的应用提供更多可能性。
介孔材料的传质1. 引言介孔材料是一类具有特定孔径和表面积的材料，其孔径一般在2-50纳米之间。
由于其独特的孔隙结构和大比表面积，介孔材料在传质过程中具有许多独特的性质和应用潜力。
本文将重点介绍介孔材料的传质过程及其在不同领域的应用。
2. 介孔材料的结构和性质介孔材料的结构由孔道和孔壁组成。
孔道是指材料内部的空隙通道，孔壁是指孔道之间的固体区域。
介孔材料的孔径通常在2-50纳米之间，与普通多孔材料相比具有更小的孔径。
此外，介孔材料的比表面积也非常大，一般在100-1000平方米/克之间。
介孔材料的结构和性质决定了其在传质过程中的特殊行为。
首先，介孔材料具有较大的比表面积，这意味着更多的活性表面可与物质接触，从而增强了传质效果。
其次，介孔材料的孔径较小，可以限制大分子的扩散，从而实现对分子尺寸的选择性传质。
此外，由于孔道的存在，介孔材料还具有较好的通透性和低阻力，有利于传质的快速进行。
3. 介孔材料的传质机制介孔材料的传质机制主要包括扩散传质、对流传质和表面反应传质。
3.1 扩散传质扩散传质是指物质通过介孔材料孔道的空隙进行传输的过程。
由于孔径较小，扩散传质在介孔材料中起主导作用。
根据菲克定律，扩散通量与浓度梯度成正比，与孔道大小和形状有关。
介孔材料具有较小的孔径，因此扩散传质的速率较快。
3.2 对流传质对流传质是指物质通过介孔材料孔道的流体流动而进行传输的过程。
对流传质主要受流速、流体粘度和孔道形状等因素的影响。
由于介孔材料具有较好的通透性和低阻力，对流传质在介孔材料中也起到重要作用。
3.3 表面反应传质表面反应传质是指物质在介孔材料表面发生化学反应后进行传输的过程。
介孔材料具有大比表面积，提供了丰富的活性表面，有利于表面反应的发生。
表面反应传质的速率受到反应速率和表面积的影响。
4. 介孔材料的应用由于介孔材料在传质过程中具有独特的性质，因此在许多领域有广泛的应用。
4.1 催化剂载体介孔材料具有较大的比表面积和良好的通透性，是理想的催化剂载体。
介孔材料在催化反应中的应用近年来，介孔材料作为一种新型的纳米材料，在催化反应领域中不断得到应用。
介孔材料具有一定的孔隙大小和可调节的孔道分布，能够提高催化反应的活性和选择性，同时还有良好的稳定性和可再生性。
本文将从介孔材料的基本性质、制备方法、应用领域和发展前景四个方面进行阐述介孔材料在催化反应中的应用。
一、介孔材料的基本性质介孔材料是一种具有大孔径孔道和高孔隙度的材料，其表面积和孔道结构可以调控。
介孔材料具有以下基本性质：1. 宏观稳定性好，耐高温、耐腐蚀。
2. 具有高的孔隙度，可以获得高比表面积，比其他材料的比表面积更大。
3. 孔径范围及其分布可控，包括微孔和介孔。
4. 可以嵌入多个活性位点和催化剂模板。
5. 有多种表面化学性质，可以针对不同的催化反应进行有选择性的化学修饰。
二、介孔材料的制备方法介孔材料的制备方法主要有模板法、后处理法、以及溶胶凝胶法等。
其中模板法是最常用的一种方法，因为该方法可以实现孔径可调控和孔道结构可重复的制备过程，具有较高的可控性和可重复性。
模板法主要包括硬模板法和软模板法，硬模板法是在模板体相存在时直接制备介孔材料，而软模板法则是先制备一个孔径大小与欲得到的介孔材料相似的孔道结构，再加入催化剂原料进行模板催化，得到最终的介孔材料。
三、介孔材料的应用领域介孔材料的应用领域非常广泛，可以用于催化反应、吸附分离和有机合成等。
在催化领域中，介孔材料可以作为催化剂的载体和反应活性中心，以提高反应的活性和选择性。
具体应用如下：1. 分离和纯化：介孔材料的孔道结构对于吸附分离的分子大小和属性的选择性很高，可以用来分离和纯化各种分子、气体和液体等。
2. 催化剂载体：介孔材料可以用作催化剂的载体，在催化反应中稳定性好，在二次重复使用中还可以保持催化活性。
3. 有机合成：介孔材料可以用于在分子中固定基团，实现高效催化的有机合成，对于分子载体催化反应具有很好的应用前景。
四、介孔材料的发展前景介孔材料的研究和开发一直是化学和材料领域的热点，介孔材料在催化反应领域中的广泛应用还有很大的发展前景。
有序介孔材料有序介孔材料是上世纪90年代迅速兴起的新型纳米结构材料，它一诞生就得到国际物理学、化学与材料学界的高度重视，并迅速发展成为跨学科的研究热点之一。
有序介孔材料虽然目前尚未获得大规模的工业化应用，但它所具有的孔道大小均匀、排列有序、孔径可在2－50nm范围内连续调节等特性，使其在分离提纯、生物材料、催化、新型组装材料等方面有着巨大的应用潜力。
化工领域有序介孔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，可以处理较大的分子或基团，是很好的择形催化剂。
特别是在催化有大体积分子参加的反应中，有序介孔材料显示出优于沸石分子筛的催化活性。
因此，有序介孔材料的使用为重油、渣油等催化裂化开辟了新天地。
有序介孔材料直接作为酸碱催化剂使用时，能够改善固体酸催化剂上的结炭，提高产物的扩散速度，转化率可达90％，产物的选择性达100％。
除了直接酸催化作用外，还可在有序介孔材料骨架中掺杂具有氧化还原能力的过渡元素、稀土元素或者负载氧化还原催化剂制造接枝材料。
这种接枝材料具有更高的催化活性和择形性，这也是目前开发介孔分子筛催化剂最活跃的领域。
有序介孔材料由于孔径尺寸大，还可应用于高分子合成领域，特别是聚合反应的纳米反应器。
由于孔内聚合在一定程度上减少了双基终止的机会，延长了自由基的寿命，而且有序介孔材料孔道内聚合得到的聚合物的分子量分布也比相应条件下一般的自由基聚合窄，通过改变单体和引发剂的量可以控制聚合物的分子量。
并且可以在聚合反应器的骨架中键入或者引入活性中心，加快反应进程，提高产率。
生物医药领域一般生物大分子如蛋白质、酶、核酸等，当它们的分子质量大约在1～100万之间时尺寸小于10nm，相对分子质量在1000万左右的病毒其尺寸在30nm左右。
有序介孔材料的孔径可在2－50nm范围内连续调节和无生理毒性的特点使其非常适用于酶、蛋白质等的固定和分离。
实验发现，葡萄糖、麦芽糖等合成的有序介孔材料既可成功的将酶固化，又可抑制酶的泄漏，并且这种酶固定化的方法可以很好地保留酶的活性。
生物芯片的出现是近年来高新技术领域中极具时代特征的重大进展，是物理学、微电子学与分子生物学综合交叉形成的高新技术。
有序介孔材料的出现使这一技术实现了突破性进展，在不同的有序介孔材料基片上能形成连续的结合牢固的膜材料，这些膜可直接进行细胞/DNA的分离，以用于构建微芯片实验室。
药物的直接包埋和控释也是有序介孔材料很好的应用领域。
有序介孔材料具有很大的比表面积和比孔容，可以在材料的孔道里载上卟啉、吡啶，或者固定包埋蛋白等生物药物，通过对官能团修饰控释药物，提高药效的持久性。
利用生物导向作用，可以有效、准确地击中靶子如癌细胞和病变部位，充分发挥药物的疗效。
环境和能源领域有序介孔材料作为光催化剂用于环境污染物的处理是近年研究的热点之一。
例如介孔TiO2比纳米TiO2（P25）具有更高的光催化活性，因为介孔结构的高比表面积提高了与有机分子接触，增加了表面吸附的水和羟基，水和羟基可与催化剂表面光激发的空穴反应产生羟基自由基，而羟基自由基是降解有机物的强氧化剂，可以把许多难降解的有机物氧化为CO2和水等无机物。
此外，在有序介孔材料中进行选择性的掺杂可改善其光活性，增加可见光催化降解有机废弃物的效率。
目前生活用水广泛应用的氯消毒工艺虽然杀死了各种病菌，但又产生了三氯甲烷、四氯化碳、氯乙酸等一系列有毒有机物，其严重的“三致”效应（致癌、致畸形、致突变）已引起了国际科学界和医学界的普遍关注。
通过在有序介孔材料的孔道内壁上接校γ－氯丙基三乙氧基硅烷，得到功能化的介孔分子筛CPS －HMS，该功能性介孔分子筛去除水中微量的三氯甲烷等效果显著，去除率高达97％。
经其处理过的水体中三氯甲烷等浓度低于国标，甚至低于饮用水标准。
有序介孔材料在分离和吸附领域也有独特应用。
在温度为20％－80％范围内，有序介孔材料具有可迅速脱附的特性，而且吸附作用控制湿度的范围可由孔径的大小调控。
同传统的微孔吸附剂相比，有序介孔材料对氩气、氮气、挥发性烃和低浓度重金属离子等有较高的吸附能力。
采用有序介孔材料不需要特殊的吸附剂活化装置，就可回收各种挥发性有机污染物和废液中的铅、汞等重金属离子。
而且有序介孔材料可迅速脱附、重复利用的特性使其具有很好的环保经济效益。
有序介孔材料具有宽敞的孔道，可以在其孔道中原位制造出合碳或Pd等储能材料，增加这些储能材料的易处理性和表面积，使能量缓慢地释放出来，达到传递储能的效果。
目前在国内已有北京化工大学、复旦大学、吉林大学、中国科学院等多家科研机构和单位从事有序介孔材料的研究开发工作。
可以相信，随着研究工作的进一步深入，有序介孔材料像沸石分子筛那样作为普通多孔性材料应用于工业已不遥远。
《多孔材料历史图一介孔材料。
图片来自赵东元小组工作（一）多孔材料简介多孔材料，顾名思义，就是有很多孔的材料；不仅要外面有孔，里面也要有孔，这样才名副其实。
一般呢，这孔的物理结构有三种：（1）里面的孔全部被封住了，孔与孔之间是实心儿的固体隔开，无法通过普通的物理方法测得其内部构造和pore volume（比如说，常用的氮气表面吸附法）。
但是可以用有穿透力的工具搞定，比如说，投射电镜（TEM）和X射线衍射/散射(Small-angle X-ray scattering or X-ray diffraction）。
（2）里面的孔被“半封住”。
也就是说，相邻的孔之间的固体墙壁内部，藏有狭小的通道。
分子可以经过这些小管子在孔之间窜来窜去，但是比较费劲：没办法，路太窄，分子们太肥。
小一点的分子呢，勉强可以来回跑；稍微大一点儿的呢，进去了就出不来了，卡在里面了；再大一些的呢，干脆就进不去了，只是在多孔材料颗粒外面绕一圈儿。
当然，相对于不同尺度的分子，这个限制是不一样的。
（3）孔与孔之间是很宽敞的通道，于是分子可以在整个多孔材料颗粒内部自由流通；同时颗粒内外，对于一定尺寸的分子而言，都是accessile的。
不过，如果一个分子一旦闯进多孔材料颗粒这个大迷宫，一般而言都要费一番周折，在里面绕腾绕腾才能出来。
上面废话了这么多，要说明一个什么问题呢？呵呵～～不同的孔的结构，会适合不同的应用场合。
比如说，工业上广泛应用的异相催化剂，一般都是放在一些多孔材料制成的载体上的。
为什么是多孔材料呢？因为它们有很大的表面积，这样有催化活性的颗粒（有很多都很昂贵）就可以被尽可能得分散在载体表面，从而提高活性。
在这种情况下，第三种孔结构是非常合适的。
工业上大量采用的，有便宜的活性炭和silica。
可是，还有一种情况，那就是在石油工业中，往往需要碳链长度在一定范围的烷烃，来组成不同用途的燃料，比如说汽油，煤油，柴油，重油，石蜡等。
还有就是支链的烷烃和取代苯环这些有很高辛烷值的组分。
怎么办呢？除了选择合适的催化裂解/重整催化剂外，人们还发现，有一种奇妙结构的物质，可以“筛选”出想要的组分。
对了！大家也许想到了，这就是大名鼎鼎的分子筛，又叫沸石,molecular sieve,或者是zeolite。
因为zeolite的孔径一般只有不到一个纳米，正好和有些分子的尺度相仿，因此，它具有很好的选择性。
这个zeolite呢，就属于上面提到的第二种孔。
前言：刚才用高压锅煮了一大锅绿豆大米汤，发现做饭和做实验还真挺象的啊。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－好，言规正传。
在前面的（一）中，俺忽悠了一下这个孔的结构。
现在具体来白活白活多孔材料的尺度分类。
根据IUPAC的标准，多孔材料按照其孔径划分为三类：（1）这个“阿一”呢，是孔径小于2个纳米的，被称为是微孔(microporous)。
我们常见的微孔材料，有大名鼎鼎的分子筛(molecular sieve, zeolite）还有活性炭。
他们的共同特征是具有超大的表面积，一般可达2000－3000 m2/g（BET 法测得。
有高人可能会讲：BET测微孔材料表面积不准确！对！不过大家都这么测，所以为了统一标准和可比较，就都这么搞）而且孔与孔之间高度联通。
这就使得它们成为非常吸引人的催化剂载体和吸附材料。
（记得以前听说过什么“纳米冰箱”和“纳米防臭鞋垫”。
不知道是不是利用活性炭来吸附异味呢？哪位知道的请给科普一下）图二微孔硅酸钛ETS-10, 介孔硅SBA-1 and 大孔硅藻土。
图片来自于/groups/cnm/（2）这个“阿二”呢，是孔径在2到50纳米之间的，称为中孔或介孔(mesoporous)。
目前已经商业化的介孔材料好像还不多。
当然，有些经过特殊处理过的活性炭也具有很高的mesoporosity。
由于介孔材料的孔径大于分子筛，因此可以允许一些大的分子通过，比如蛋白质等。
这就使介孔材料较之微孔材料有了更广的应用范围。
此外，通过表面修饰(surface functionalization)，介孔物质可以被扩展成为种类繁多的功能形材料。
由于孔径在几个纳米甚至更大的尺度，表面修饰引入的官能团不会阻塞颗粒的多孔表面（与zeolite比较）。
当孔径分布可控时，介孔催化剂还具有了象zeolite一样的选择性。
（3）这个“阿三”呢？（“阿三”？听起来有点耳熟啊。
），时孔径大于50纳米的多孔材料，一般成为“大孔”（有称“超孔”的吗？）。
常见的大孔材料是－－－海绵，树干，骨骼等。
因为孔太大了，有的甚至达到微米和毫米量级，所以分子和溶液等可以在大孔颗粒内部更为自由的穿梭，使得扩散效应对反应速度的影响降至很低的程度。
可见，这三种孔结构各有各的优势。
因此，人们很自然得想到了制备复合孔结构－－－至少包括两种，来让它们优势互补。
先驱－－介孔硅在前面提到过，介孔是指孔径在2－50纳米之间孔。
至于“介孔”这个名称的由来，我想是介于“微孔”和“大孔”之间吧。
它的另外一个名字就是“中孔”。
恩，，在两者中间，一个意思。
至于最早合成出介孔材料者，目前国际上公认的和推崇的，是Mobil group在1992年发表在JACS上的，用基于溶胶－凝胶过程的自组装法制备的mesostructured silicates －－－M41S。
其基本过程包括：一种silica precursor，tetraethylorthosilicate (TEOS)的在碱性条件下的水解（也可以用硅酸钠做precursor），生成带负电荷的silicate nanocluster，然后与带正电荷的表面活性剂分子（也被更广泛的称作structure-directing agent，就如tetramethyammonium hydroxide和tetrapropyl hydroxide等用于zeolite Y和ZSM－5的合成中）形成的胶束经由静电作用聚合成复合胶束；复合胶束彼此之间再自组装成mesostructure。
