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).