Мезопористый кремнезем МСМ-48, особенности его синтеза и перспективы применения
Аннотация
Аморфный кремнезем - синтетический материал, обладающий уникальными свойствами, незаменимый во многих направлениях современной мировой индустрии, в медицине и косметологии.
Аморфный диоксид кремния представляет собой систему пор разного размера: макро- (d>50 нм), мезо- (2<d<50 нм) и микропоры (d<2 нм).
Успешно синтезированная в 1992 году компанией Mobil группа мезопористых кремнеземов с
узким распределением пор по размеру и развитой площадью поверхности (>1000 м2/г), имеющих об-
щее название M 41S позволила решить проблему неоднородности пор аморфного диоксида кремния.
Важными представителями группы являются МСМ-41 с гексагональной двуxмерной структурой пор,
МСМ-48 с трехмерной кубической и МСМ-50 со слоистой. Кубическая структура MCM-48 организо-
вана таким образом, что создает условия для удобного массопереноса молекул и сокращает диффузи-
онные ограничения, делая этот материал устойчивым к закупорке пор.
В настоящей статье рассмотрены особенности синтеза МСМ-48 и перспективы его примене-
ния. Синтез мезопористого МСМ-48 зависит от многих факторов - температуры, времени реакции,
скорости перемешивания, pH реакционной среды, соотношения исходных компонентов, природы
растворителя, природы прекурсора Si, длины цепочки КПАВ (катионные поверхностно-активные ве-
щества) – и может осуществляется двумя путями: гидротермально- или при комнатной температуре.
Особенности структуры мезопористого кремнезема МСМ-48 делает этот материал привлека-
тельным для применения в процессах катализа, как в качестве катализатора (Si-МСМ-48), так и осно-
вы для катализатора (Al-МСМ-48, Pt/MCM-48, ZnO-CuO/MCM-48), в процессах сорбции и разделения
(MCM-48 модифицированный 3-меркаптопропилтриметоксисиланом, Al-МСМ-48 с бимодальной
системой пор) и в микрофлюидике в роли наностуктурированной ион-секлективной мембраны (слои
МСМ-48, нанесеные на макропористые подложки из α-оксида алюминия и микросит из нитрида
кремния).
Скачивания
Литература
2012, Vol. 86, No 10, pp. 1730-1734.
2. IUPAC Recommendations, Pure Appl. Chem., 1985, Vol. 57, No 4, pр. 603-619.
3. Yang P., Zhao D., Margolese D.I., Chmelka B.F. et al., Chem. Mater., 1999, Vol. 11, pp. 2813-2826.
4. Kresge C.T., Leonowicz M.E., Roth W.J., Vartuli J.C. et al., Nature, 1992, Vol. 359, pp. 710-712.
5. Beck J.S., Vartuli J.C., Roth W.J., Leonowicz M.E. et al., J. Am. Chem. Soc., 1992, Vol. 114, pp. 10834-10843.
6. Huo Q., Margolese D.I., Ciesla U., Feng P. et al., Nature, 1994, Vol. 368, pp. 317-321.
7. Cavalleri M., Hermann K., Knop-Gericke A., Havecker M. et al., J. Catal., 2009, Vol. 262, Iss. 2, pp. 215-223.
8. Ghita D., Rosca P., Stanica Ezeanu D., Revista de Chimie, 2012, Vol. 63, Iss. 10, pp. 1056-1061.
9. Hoang V.T., Huang Q., Kaliaguine S., Langmuir, 2005, Vol. 21, Iss. 5, pp. 2051-2057.
10.Han Y. J., Stuck G. D., Butler A., J. Am. Chem. Soc., 1999, Vol. 121, pp. 9897-9898.
11.Ryoo R., Ko C.H., Kruk M., Antochshuk V. et al., Journal Phys. Chem B., 2000, Vol. 104, Iss. 48, pp. 11465-11471.
12.Chen C.Y., Burkett S.L., Li H.X., Davis M.E., Microporous Mater., Vol. 2, Iss. 1, pp. 27-34.
13.Monnier A., Schüth F., Huo Q., Kumar D. et al., Science, 1993, Vol. 261, Iss. 5126, pp. 1299-1303.
14.Firouzi A., Atef F., Oertli A.G., Stucky G.D. et al., J. Am. Chem. Soc., 1997, Vol. 119, Iss. 15, pp. 3596-3610.
15.Inagaki S., Guan S., Fukushima Y., Ohsuma T. et al., J. Am. Chem. Soc., 1999, Vol. 121, Iss. 41, pp. 9611-9614.
16.Guan S., Inagaki S., Ohsuma T., Terasaki O., J. Am. Chem. Soc., 2000, Vol. 122, Iss. 23,
pp. 5660-5661.
17.Tanev P.T., Pinnavaia T.J., Science, 1995, Vol. 267, Iss. 519, pp. 865-867.
18.Hoa M.L.K., Lu M., Zhang Y., Adv. Colloid Interf. Sci., 2006, Vol. 121, Iss. 1-3, pp. 9-23.
19.Liang Y., Erichsen E.S., Hanzlik M., Anwander R., Chem. Mater., 2008, Vol. 20, Iss. 4, pp. 1451-1458.
20.Xia Y., Mokaya R., Titman J.J., J. Phys. Chem. B, 2004, Vol. 108, Iss. 31, pp. 11361-11367.
21.Liu S., Cool P., Collart O., Van Der Voort P. et al., J. Phys. Chem. B, 2003, Vol. 107, Iss. 38, pp. 10405-10411.
22.Araki S., Doi H., Sano Y., Tanaka S. et al., J. Colloid Interf. Sci., 2009, Vol. 339, Iss. 2, pp. 382-389.
23.Fu X.-C., Chen X., Wang J., Liu J.-H. et al., Electrochim. Acta, 2010, Vol. 56, Iss. 1, pp. 102-107.
24.Huo Q., Margolese D.I., Stucky G.D., Chem. Mater., 1996, Vol. 8, Iss. 5, pp. 1147-1160.
25.Ciesla U., Grün M., Isajeva T., Kurganov A.A. et al., In Access in Nanoporous Materials, Pinnavaia T.J., Thorpe M.F. Eds. Plenum Press. New York, 1995, p 231.
26.Grün M., Unger K.K., Matsumoto A., Tsutsumi K., In Charaterization of Porous Solids IV, Eds. The Royal Society of Chemistry: Cambridge, 1997, p 81.
27.Gallis K.W., Landry C.C., Chem. Mater., 1997, Vol. 9, Iss. 10, pp. 2035-2038.
28.Auvray X., Petipas C., Anthore R., Rico I. et al., J. Phys. Chem., 1989, Vol. 93, Iss. 21, pp. 7458-7464.
29.Schumacher K., Ravikovitch P.I., Du Chesne A., Neimark A.V. et al., Langmuir, 2000, Vol. 16, Iss. 10, pp. 4648-4654.
30.Schumacher K., Grün M., Unger K.K., Microporous Mesoporous Mater., 1999, Vol. 27, Iss. 2-3, pp. 201-206.
31. Matei D., Cursaru L., Mihai S., Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 2016, Vol. 11, No 1, pp. 271-276.
32.Boote B., Subramanian H., Ranjit K.T., Chemical communications, 2007, No 43, pp. 4543-4545.
33.Gaydhankar T.R., Taralkar U.S., Jha R.K., Joshi P.N. et al., Catalysis Communication, 2005, Vol. 6, Iss. 5, pp. 361-366.
34.Gallis K.W., Landry C.C, Chemistry of Materials, 1997, Vol. 9, Iss. 10, pp. 2035-2038. 35.Xia Y., Mokaya R., Titman J.J., J. Phys. Chem. B, 2004, Vol. 108, Iss. 31, pp. 11361-11367.
36.Qin L., Zhao H., Wang H., Liu S., Advanced Materials Research, 2011, Vol. 306- 307, pp. 1420-1424.
37.Kim T.-W., Kleitz F., Paul B., Ryoo R., J. Am. Chem. Soc., 2005, Vol. 127, Iss. 20, pp. 7601-7610.
38.Gavalas G.R., Megiris C.E., Nam S.W., Chem. Eng. Sci., 1989, Vol. 44, Iss. 9, pp. 1829-1835.
39.Tsapatsis M., Kim S., Nam S.W., Gavalas G., Ind. Eng. Chem. Res., 1991, Vol. 30, Iss. 9, pp. 2152-2159.
40.Wang K., Lin Y., Morrisa M.A., Holmes J.D., J. Mater. Chem., 2006, Vol. 16, Iss. 41, pp. 4051-4057.
41.Duan Y., Shen Y., Water Science & Technology, 2017, Vol. 76, Iss. 1, pp. 172-181.
42.Kim D.-J., Cho J.-K., Jang J.-H., Lee S.-C. et al., Applied Catalysis A: General, 2005, Vol. 286, Iss. 1, pp. 36-43.
43.Taba P., Mustafa R.D.P., Ramang L.M., Kasim A.H., Journal of Physics: Conf. Series, 2018, Vol. 979, Conference 1. ID. 012058.
44.Yuan Z.Y., Wang J.Z., Zhang Z.L., Chen T.H., Li H.X. // Microporous Mesoporous Mater. 2001. Vol. 43. Iss. 2. pp. 227-236.
45.Sun J.H., Shan Z., Maschmeyer T., Coppens M.O., Langmuir, 2003, Vol. 19, Iss. 20, pp. 8395-8402.
46.Grimes B.A., Lüdtke S., Unger K.K., Liapis A.I., Journal of Chromatography A, 2002, Vol. 979, Iss. 1-2, pp. 447-466.
47.Liapis A.I., Meyers J.J., Crosser O.K., Journal of Chromatography A, 1999, Vol. 865, Iss. 1-2, pp. 13-25.
48.Guan L.C., Nur H., Endud S., Journal of Physical Science, 2006, Vol. 17, Iss. 1, pp. 65-75.
49.Jeon J.-K., Park H. J., Yim J.-H., Kim J. M. et al., Solid State Phenomena, 2007, Vol. 124- 126, pp. 1757-1760.
50.Schmuhl R., Chowdhury S.R., ten Elshof J.E., van den Berg A. et al., Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2004, Vol. 31, Iss. 1-3, pp. 249-252.
