介孔是指 孔径在2-50纳米范围内的孔道,通常用于描述具有介孔结构的材料。这种结构的材料具有较大的比表面积和孔隙度,可以用于吸附、分离、催化等领域。介孔材料可以通过化学或物理方法改性制成,具有较好的稳定性和可控性。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义,孔径小于2 nm的称为微孔;孔径大于50 nm的称为大孔;孔径在2-50 nm的称为介孔(或称中孔)。
介孔材料具有以下特点:
巨大比表面积:
介孔材料具有极高的比表面积,这使得它们在吸附和分离大分子等应用中非常有效。
规则有序的孔道结构:
介孔材料的孔道结构高度有序,这有助于实现分子级别的控制和分离。
狭窄的孔径分布:
介孔材料的孔径分布较窄,使得它们在需要精确孔径的应用中表现出色。
孔径大小连续可调:
通过调整合成条件,可以控制介孔材料的孔径大小,从而适应不同的应用需求。
优异的热稳定性和水热稳定性:
介孔材料可以通过优化合成条件得到高热稳定性和水热稳定性,使其在极端条件下仍能保持性能。
介孔材料可分为硅系和非硅系两大类。硅系介孔材料孔径分布狭窄,孔道结构规则,技术成熟,广泛应用于催化、分离提纯、药物包埋缓释、气体传感等领域。非硅系介孔材料包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等,具有可变价态,为介孔材料开辟了新的应用领域,如吸附、催化剂负载、酸催化、氧化催化等。
研究和开发介孔材料对于理论研究和实际生产都具有重要意义,已在催化、吸附、分离及光、电、磁等许多领域展现出潜在的应用价值。