多孔材料的合成课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,“,”,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,“,”,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十四章 多孔材料的合成,多孔材料,超微孔：, 50 nm,微孔：, 2 nm,第十四章 多孔材料的合成多孔材料超微孔： 12,元环）；,中孔（,10,元环）；,小孔（,8,和,6,元环）。,按组成分类：,低硅沸石（,Si / Al,2,）,;,中硅沸石（,2 5,）；,全硅分子筛（,Si / Al, ,）；,全硅笼合物；,磷酸铝分子筛；,取代的磷酸铝分子筛；,其它磷酸铝分子筛；,微孔二氧化锗及锗酸盐；,微孔硫化物；,八面体氧化物微孔材料（氧化锰，钛酸盐等等）；,微孔硼铝酸盐；,其它微孔材料。,沸石的分类按结构类型分类：按组成分类：,沸石分子筛的合成,19,世纪中期，高温高压法：,T 200,，,P 10 MPa,；,1950s,，水热法：,100,，自生压力,A,型沸石；,1961,年，有机阳离子的引入,高硅铝比沸石,/,全硅分子筛；,沸石分子筛的合成19世纪中期，高温高压法：T 200，,A,型沸石的合成：,Na,12,(AlO,2,),12,(SiO,2,),12,27H,2,O,铝酸钠固体（,13.5g,）,40%Al,2,O,3,，,33%Na,2,O,，,27%H,2,O,氢氧化钠,（,25g,）,+,硅酸钠溶液,（,14.2 g Na,2,SiO,3,）,9H,2,O,+,200 ml H,2,O,90,，搅拌,白色粉末,晶粒,1 2,m,A型沸石的合成：+90，搅拌,Y,型沸石的合成,：,Na,56,(AlO,2,),56,(SiO,2,),136,250H,2,O,铝酸钠固体（,13.5g,）,40%Al,2,O,3,，,33%Na,2,O,，,27%H,2,O,氢氧化钠,（,10g,）,+,硅溶胶,100g,（,30% SiO,2,）,95,Y,型沸石,Y型沸石的合成：+95,ZSM-5,（,MFI,）的合成,：,铝酸钠溶液,（,0.9 g,铝酸钠,+ 5.9 g NaOH + 50 g H,2,O,）,模板剂溶液,（,8.0 g,四丙基溴化铵 ,6.2 g,硫酸溶于,100 g H,2,O,）,60 g,硅溶胶（,30% SiO,2,）,95,晶化,ZSM-5,沸石粉,ZSM-5（MFI）的合成：95晶化,产物分离：,多数沸石产物是微米级晶体，可以过滤分离；,非常细小的沸石产物需要离心分离；,注,：长时间洗涤能够改变沸石组成，降低产物品质。,产物分离：,非硅铝酸盐分子筛的合成,杂原子取代：分子筛骨架上的硅可以被硅铝意外的,其它元素,取代,杂原子沸石。,特殊催化功能,镓，锗，硼，铁，钛，铍，锌，锡，铅，钼，等等,非硅铝酸盐分子筛的合成杂原子取代：分子筛骨架上的硅可以被硅铝,全硅分子筛,：当沸石的硅铝比接近于无穷大时，就是全硅分子筛。,优势：不含阳离子，故具有较大的有效孔径尺寸。,笼合物（,Clathrasil,）,：由小环（,4,，,5,，,6,或,8,元环）组成的笼堆积而成,骨架较为空旷但窗口太小，几乎没有吸附能力。,全硅分子筛：当沸石的硅铝比接近于无穷大时，就是全硅分子筛。,磷酸盐分子筛的合成,磷酸铝分子筛：骨架结构由铝氧四面体和磷氧四面体连接而成。,容易引入各种元素进行取代,改变磷酸铝的酸性和催化剂性质,可以引入两个或两个以上金属,取代的磷酸铝分子筛,磷酸盐分子筛的合成磷酸铝分子筛：骨架结构由铝氧四面体和磷氧四,磷酸镓及其它分子筛,：杂原子取代,只有少数具有已知的沸石结构，更多表现为新结构。,如：微孔磷（砷）酸铜（锰）,合成：高温固相法；,模板剂：无机盐。,磷酸镓及其它分子筛：杂原子取代 只有少数具有已知的沸石,其它类型分子筛的合成,金属氧化物分子筛,：,多孔氧化锗,可以生成三元环；,多孔,MnO,2,由八面体结构单元构成；,微孔硼铝酸盐,骨架结构均为,3,价，没有通常必不可少的,4,价或高价元素。,其它类型分子筛的合成金属氧化物分子筛：,硫化物分子筛,：可以视为分子筛骨架上的氧被硫取代的产物。,金属有机化合物,具有较高的热稳定性，加热除去溶剂分子后得到具有三维孔道结构的分子筛。,以,Sb,3,S,6,，,Sn,3,S,4,，,Ge,4,S,10,等结构复杂的多面体作为结构基本单元,硫化物分子筛：可以视为分子筛骨架上的氧被硫取代的产物。以Sb,常见分子筛结构及其合成所需阳离子或模板剂,常见分子筛结构及其合成所需阳离子或模板剂,沸石合成的基本过程,硅铝酸盐（或其它组成）,水合凝胶的产生,水合凝胶溶解生成包合溶液,硅铝酸盐产物晶化,晶化过程包括：,新的沸石晶体成核；,已存在的核的生长；,已存在沸石晶体的生长及引起的二次成核。,（水热法）,沸石合成的基本过程硅铝酸盐（或其它组成）水合凝胶溶解生成包合,生成机理,对于不同的组分体系，生成机理有所不同：,液相机理：,液相传输机理，即在溶液中成核和晶化，所有反应物溶解进入溶液；,固相机理：,固相传输机理，即无定形凝胶结构重排（重结晶）成为沸石结构，液相组分不参与晶化过程。,实际情况下可能是介于两者之间或两者的组合。,生成机理对于不同的组分体系，生成机理有所不同：,凝胶,：,沸石的合成是凝胶状的原料在过饱和条件下反应完成的。凝胶中含有构成骨架的结构单元,四元环，六元环，双四元环，双六元环等等，以及不构成骨架的其它结构单元。,凝胶：,成核,：,初次成核：包括均相成核和非均相成核，发生在无晶体的体系中，属于液相生长机理。,均相成核是纯粹的液相生长过程；,非均匀成核需要外部界面减小成核能；,二次成核：包括初始增殖，微摩擦，流体切变诱导成核，需要晶体存在来催化成核步骤；,初始增殖，从晶种的表面掉下来的微细粉末作为晶化的核；,在无晶体体系，搅拌等能碰碎晶体生成碎片，微摩擦促进成核；,流体经过晶体表面时，能吹扫下极小的准晶体的实体，这些实体可以变成晶化的核。,成核：,二次成核：,促进成核，成核可以发生在晶体（或晶种）的表面，新生成的核可能与原来的晶体具有相同的结构，也可能具有不同的结构。,晶种：,晶种的加入提供了生长面，由此提高晶化速度；,二次成核：晶种：,晶体生长,：遵循一般晶体生长规律；,不仅最简单的无机物种参与晶体生长，中等有序的较大物种也可能参与成核与晶体生长；,分子筛骨架可能是通过层状的片堆积而成。,晶体生长：遵循一般晶体生长规律；,晶化曲线,：,晶化曲线：,合成添加剂的影响,矿化剂,：是指在从一个介稳相通过沉淀溶解和晶化过程生成一个新相所需要的化合物（离子）；,沸石矿化剂：,OH,-,，,F,-,；,作用：增加硅酸盐、铝酸盐等的溶解度。,合成添加剂的影响矿化剂：是指在从一个介稳相通过沉淀溶解和晶化,阳离子,：,有机阳离子，形状、大小可以选择；,无机阳离子，形状、大小固定；,作用：,平衡电荷；,在沸石生成过程中决定最终产物结构；,阳离子：,有机模板和结构导向剂,：,模板剂分子的大小和形状与生成结构的孔道或笼的大小、形状有一定关系,模板作用；,通过改变反应条件和反应物组成，使用相同的模板剂可以得到不同的骨架结构,结构导向作用。,有机模板和结构导向剂：,模板作用的条件：,只有在沸石结构与模板剂的几何和电子构型完美匹配时才会发生。,作用方式：,范德华力,有机添加剂与骨架相互作用；,氢键,无机结构通过溶剂实现有序化；,模板作用的条件：只有在沸石结构与模板剂的几何和电子构型完美匹,孔道填充剂,：,有机客体作为孔道填充物取代水位于孔道中，降低水与生长中的分子筛的相互作用。,作用：,能够提高有机无机骨架的热力学稳定性。,要求：,有机物与无机骨架之间能够产生足够强的相互作用，分子形状不很重要。,孔道填充剂：有机客体作为孔道填充物取代水位于孔道中，降低水与,缓冲剂和修饰剂,：有机胺对凝胶化学性质具有影响。,如：,磷酸铝合成中，有机胺对铝氧四面体有稳定作用。,缓冲剂和修饰剂：有机胺对凝胶化学性质具有影响。,抑制剂,：某些有机分子能够阻止特定骨架结构的生成。,抑制剂：某些有机分子能够阻止特定骨架结构的生成。,有机胺助剂,：,某些短链有机胺在沸石合成中有多种作用,作为碱，提高体系,pH,值到,10 12,，此范围有利于沸石的迅速成核和生长；,一定程度的模板作用；,避免引进无机阳离子；,络合作用，增大某些金属离子的溶解度，使之易于进入骨架。,有机胺助剂：某些短链有机胺在沸石合成中有多种作用 ,晶种,：,在轻微过饱和度下，直接成核不能发生，晶种提供全部生长面；,诱导成核；,缩短晶化时间；,抑制杂晶的生长。,晶种：,合成规律,反应物,：,硅源，铝源，金属离子，碱，水，添加剂，等等。,注：,最初反应组成能影响最终产物的组成，但通常不能简单地使用起始原料比例来控制产物组成,沸石合成体系包含液相和凝胶组分，固相产物不能反映整个体系的组成；,反应条件（温度，时间，原料，甚至反应物加入顺序）的差异会导致产物不同，因此有时很难重复别人的合成工作。,不同的反应物组成在相同的晶化条件下得到不同的产物；特定的结构只能在一定区域内得到,合成规律反应物：硅源，铝源，金属离子，碱，水，添加剂，等等。,硅铝比,：,凝胶的硅铝比对最终产物的结构和组成起决定性作用。,注：,通常产物的硅铝比不同于反应混合物的硅铝比；,并不是所有沸石的高硅和低硅形式都能被合成出来；,晶体的成核和生长常常需要不同硅铝比的无机结构单元，因此在同一晶体中的不同区域可能有不同的硅铝比。,硅铝比：凝胶的硅铝比对最终产物的结构和组成起决定性作用。,陈化与晶化温度及升温速度,：,高含水量的沸石一般要求低温合成，而低含水量的沸石要求高温合成；,高温高压,低孔隙度和低含水量的沸石甚至致密相；,低温陈化能提高成核速度而生长速度可以被忽略；,晶化温度影响晶体的尺寸和形貌,高温引起生长速度的变化远大于成核速度的变化，因此得到大晶体。,陈化与晶化温度及升温速度：,陈化与晶化时间,：,分子筛属于介稳相，可以转化为其它晶相,通常由较空旷的结构转化为较致密的结构。,如：增长反应时间使,A,型沸石转化为方钠石。,陈化与晶化时间：,酸碱度,：,碱度升高会缩短成核时间，加快晶化速度，降低产率。,高碱度造成硅酸根的低过饱和度，易生成稳定的致密相；,强碱环境下硅酸盐难于完全聚合，产物晶体中含有,SiO,-,M,+,缺陷。,酸碱度：,无机阳离子,：阳离子决定产物的结构和组成。,碱金属的作用：,作为碱源（通常是氢氧化物）；,有限结构导向作用。,注：,不同的阳离子体系倾向于得到不同的晶相；,阳离子具有重要的空间效应和电荷效应；,某些离子会抑制特殊的晶体结构。,无机阳离子：阳离子决定产物的结构和组成。,水量与稀释,：,水量变化对合成影响不大；,稀释降低晶化速度，生长快于成核，有利于大晶体的生成。,水量与稀释：,阴离子与盐,：,阴离子对硅铝沸石的合成影响不大；,少量的某些卤素和氮族元素的含氧酸阴离子能够促进沸石成核和加速晶化；,盐有时可以作为模板剂。,阴离子与盐：,搅拌与静止,：,搅拌能够有效改变扩散过程和晶化动力学过程；,搅拌体系合成的沸石晶体较小；,搅拌有时可以选择性晶化。,搅拌与静止：,微孔材料合成新进展和特殊合成方法,合成新方法,：,通过使用不同的原料，添加剂，合成条件等等，对原有体系进行改进，合成新材料和新结构的方法。,例如：,利用稳定的金属有机化合物作为模板剂；,以无机阳离子和有机阳离子共同作为结构导向剂，进行磷酸铝分子筛的合成。,微孔材料合成新进展和特殊合成方法合成新方法：通过使用不同的原,大孔分子筛的合成,：一直是沸石合成领域的一大目标。,大孔分子筛的合成：一直是沸石合成领域的一大目标。,模板机理新概念,：,无机骨架主体与有机客体之间的电荷匹配问题。,有机模板剂可以调整无机骨架结构达到电荷匹配,在无机骨架中产生扩展的或中断的笼来改变模板剂周围的局部骨架曲率和电荷密度以迎合模板剂的需求；,模板机理新概念：无机骨架主体与有机客体之间的电荷匹配问题。,晶化机理的深化研究,：,通过原位（,in situ,）研究的方法探讨实际反应过程；,磷酸盐分子筛的合成基本遵循沸石的生成机理。,晶化机理的深化研究：,结构新观点,：,高电荷密度骨架是以,4,元和,6,元环为主生成笼和多维孔道；,具有较大的笼和三维孔道结构材料多具有较低的,Si / Al,比，而高硅沸石通常由大量的,5,元环组成，没有较大的笼，多为一维孔道；,对于磷酸盐，低电荷骨架具有一维孔道，而高电荷骨架具有较小或中等尺度的孔道与主孔道交叉；,对于典型的磷酸铝骨架，某些二价离子能够改变局部电荷密度，使其与有机模板剂的电荷相平衡。,结构新观点：,氟离子合成体系,：,沸石的合成：,通常，在高,pH,条件下，以,OH,-,为矿化剂；,氟离子体系，以,F,-,取代,OH,-,，在近中性或酸性条件下完成合成反应,高硅或全硅分子筛，杂原子取代的高硅沸石，等等。,优势：缺陷少，结构基本完美, F,-,可以平衡模板剂的正电荷而不引入骨架缺陷。,氟离子合成体系：,非水体系合成,：,用有机溶剂代替溶剂水，只允许少量的水作为反应物存在。,溶剂对合成的影响：,溶剂性质是合成的关键；,溶剂与反应物之间的相互作用是分子筛晶化的关键；,模板剂与溶剂之间的相互作用不应太强，不应妨碍模板剂与无机物种的相互作用。,非水体系合成：用有机溶剂代替溶剂水，只允许少量的水作为反应物,非水体系的优势：,能够容易地得到大单晶,高硅沸石在非水体系中成核速度很慢，而生长速度与水体系相似；,可以通过改变溶剂，更为有效地控制合成产物。,非水体系的优势：,大单晶体合成,：,关键在于控制晶化过程。,过饱和度,成核速率，生长速率，最终晶粒尺寸，等等；,成核过程的控制：,加入成核抑制剂并优化合成条件；,使用多硅源技术,活性较高的硅源首先耗尽（控制成核数量），然后活性较低的硅源缓慢释放活性物种供晶体生长；,采用氟离子体系；,从清溶液中直接合成大晶体；,采用醇体系。,取决于反应混合物的组成，条件，凝胶先驱物的溶解度，等等。,大单晶体合成：关键在于控制晶化过程。取决于反应混合物的组成，,超微分子筛晶体的合成,：晶化过程的控制。,纳米级晶体的获得,随过饱和度提高，成核速率的增加远高于生长速率的增加。,产物尺度：可达,25 30 nm,。,超微分子筛晶体的合成：晶化过程的控制。,二次合成与骨架修饰,：,由于反应组成和条件的限制，许多沸石材料都不能直接合成，需要二次合成对骨架进行修饰。,原料,硅铝沸石,硅硼结构,铝取代硼,二次合成与骨架修饰：由于反应组成和条件的限制，许多沸石材料都,反应实例：沸石铝化和脱铝过程（改变骨架的硅铝比）。,脱铝方法：,酸处理,有选择地将铝从骨架移走；,NH,4,+,交换沸石的热处理；,高温水蒸气处理；,络合剂萃取骨架铝；,硅化物处理；,反应实例：沸石铝化和脱铝过程（改变骨架的硅铝比）。,转晶,：可以发生在液相，也可以发生在固相。是以一种沸石作为原料合成另一种沸石的方法。,注：一些非沸石结构可以转晶为沸石结构。,转晶：可以发生在液相，也可以发生在固相。是以一种沸石作为原料,高温快速晶化合成,：直接加热到高温使有机物模板剂分解，留下固体产物。,优势：直接得到不含模板剂的分子筛，省去了一般合成所需要的去除模板剂的步骤。,晶化过程有待进一步研究。,高温快速晶化合成：直接加热到高温使有机物模板剂分解，留下固体,干凝胶合成,：将氧化硅凝胶和结构导向剂以及适量的水混合，在,150 200 ,反应获得高硅沸石或全硅分子筛的过程。,优势：,即可用于碱性体系，也可用于酸性氟离子体系；,可以减少结构导向剂的用量，并便于沸石的型体合成；,如果使用高浓度的结构导向剂可以获得高孔隙度材料。,干凝胶合成：将氧化硅凝胶和结构导向剂以及适量的水混合，在15,分子筛膜及各种型体的合成,：,沸石附着在载体上会产生较好的机械强度、导热性和催化活性。,合成方法：,将惰性载体插入到沸石合成混合物中；,在两个营养源的界面生长晶体，由载体提供全部或部分硅源。,沸石薄膜在多孔载体上的合成难点：,保证沸石薄膜没有针眼；,控制薄膜的厚度。,分子筛膜及各种型体的合成：沸石附着在载体上会产生较好的机械强,微波加热合成分子筛,：利用微波直接加热反应物，具有升温迅速均匀的特点，成核均匀并极大地缩短晶化时间。,注：,与通常的加热方式不同，有可能改变晶化过程。,微波加热合成分子筛：利用微波直接加热反应物，具有升温迅速均匀,太空合成分子筛,：,特点：,在太空中因为减小对流而使得传质速率降低，沸石的晶化缓慢，需要较长的反应时间，否则产率低，晶化不完全；,太空中能够避免晶体粘结在一起，沉积在反应器底部。,太空合成分子筛：,介孔材料,介孔材料（mesoporous materials），孔径在2 50 nm的多孔材料。,合成实例：以表面活性剂为模板，以自组装的方式形成有序结构，得到M41S介孔材料。,介孔材料介孔材料（mesoporous materials）,生成机理,：,表面活性剂作为介孔材料的模板剂；,无机物种与有机物种在分子级别的协同作用形成三维有序排列；,经过聚合与缩聚反应，获得介孔结构。,生成机理：,有机和无机之间的相互作用,介孔材料合成中的关键影响因素。,应用,调整表面活性剂端部的化学性质以适合无机组分的要求，获得各种不同的介孔结构。,有机和无机之间的相互作用 介孔材料合成中的关键影响因素,合成规律,：,介孔产物晶相的决定因素,分子堆积系数：,表面活性剂特性,浓度,温度,分子堆积参数,形状,电荷,结构，等等,表面活性剂分子的整个体积,表面活性剂端部的有效面积,表面活性剂链长,g,不同，产物晶体结构不同,合成规律：表面活性剂特性分子堆积参数表面活性剂分子的整个体积,二次合成,：,通过移植或重结晶方法增加孔壁的厚度和局部的有序性，提高稳定性。,如：,多数合成产物经水热处理后质量（有序程度，热稳定性，等等）有明显的改善，有时还会伴有孔径的变大。,在介孔材料内外表面上装载功能基团：,和表面羟基反应的移植；,先表面卤化再用其它基团取代；,共聚直接合成；,与活性有机基团反应修饰改性。,二次合成：通过移植或重结晶方法增加孔壁的厚度和局部的有序性，,其它组成,：,杂原子取代的介孔材料,作为载体，吸附剂和催化剂的潜在应用前景。,已经获得的非硅介孔材料：,TiO,2,，,ZrO,2,，,Al,2,O,3,，,Ga,2,O,3,，等等。,其它组成：,形体合成,介孔材料在实际应用中往往需要薄膜，颗粒，纤维等特殊形体。,如：,使用溶胶凝胶法，将表面活性剂直接溶入部分水解的正硅酸甲酯中，然后将溶胶铺在光滑载体的表面，溶剂挥发后得到介孔分子筛膜；,使用正硅酸丁酯作为硅源在油水双相静止体系下合成介孔,SiO,2,纤维；,以表面活性剂作为结构导向剂，将正硅酸丁酯与碱源和水混合搅拌，过滤得到,SiO,2,小球，干燥后烧除表面活性剂得到介孔,SiO,2,小球。,形体合成 介孔材料在实际应用中往往需要薄膜，颗粒，纤维,介孔材料合成的新进展,：,对生成机理的理解；,新的合成路线；,取代的硅酸盐材料和非硅材料的合成，尤其是含各种过渡金属的材料；,各种形体的直接合成（薄膜，纤维，微球，球块，等等）；,潜在的应用研究，特别是催化方面。,介孔材料合成的新进展：,介孔和大孔材料的孔径控制,：,2 5 nm,，使用不同链长的表面活性剂作为模板剂；,2 7 nm,，高温合成；,4 7 nm,，二次合成（合成后水热处理）；,4 10 nm,，使用带电的表面活性剂和中性有机物；,4 11 nm,，二次合成（水胺合成后处理）；,2 30 nm,，聚合物作为模板剂；, 5 nm,，乳浊液作为模板剂；, 150 nm,，胶体颗粒（模板剂）晶化。,介孔和大孔材料的孔径控制：,结构特征与应用,：,介孔分子筛材料能够达到很大的比表面积和孔道体积；,骨架原子的限制比沸石小得多。,应用：,良好的催化剂载体,承载金属，氧化物，配合物，有机基团，等等；,良好的催化剂,氧化，还原，酸性催化，碱催化，卤化，生物催化，聚合，光催化，等等；,良好的吸附材料,吸附，分离，等等。,结构特征与应用：,大孔材料,大孔材料：孔径在光波长范围内的多孔材料，有序大孔材料一般具有独特的光学和其它性质。,优势：,较好的稳定性；,良好的结构可调变性（多种孔道结构）；,骨架组成的可塑性（允许各种元素取代）；,原料易得，制备简单，等等。,大孔材料大孔材料：孔径在光波长范围内的多孔材料，有序大孔材料,现代技术在多孔材料领域的应用,X,射线衍射,中子衍射,电子衍射,光学显微镜,电子显微镜,核磁共振,红外与拉曼光谱,吸附,热分析,色谱,散射,其它,现代技术在多孔材料领域的应用X射线衍射红外与拉曼光谱,多孔材料的应用,分子筛与吸附剂,干燥,天然气，裂化气，化学溶剂,分离,微孔材料，介孔材料,纯化,低温分离，去除杂质，等等,吸附,气体储存，清除有害物质，等等,催化剂或催化剂载体,石油，化工,烷基化，裂化，精细化工制备，等等,无机反应,氧化，还原，分解反应，等等,离子交换剂,日化、环保、农业,纯净水制备，废水处理，等等,多孔结构,高科技,微电极，太阳能转化，敏感元件，等等,其它,造纸填料，饲料添加剂，等等,多孔材料的应用干燥天然气，裂化气，化学溶剂分离微孔材料，介孔,多孔材料合成的展望,生成机理与定向设计合成,：,沸石合成机理：有待进一步深入研究,现状：经验合成,从已知的结构中选择一个或几个合适的或接近的结构，根据已知的合成条件和方法进行合成。,现存的问题,不了解晶化过程的细节，无法通过控制反应条件和改变反应参数来实现定向设计合成。,多孔材料合成的展望生成机理与定向设计合成：,大孔沸石、手性孔道和多维孔道分子筛,：,优势：增大分子扩散速率，在合成过程中多维孔道系统不易发生因结构位错或缺陷造成的孔道阻塞。,手性孔道结构：可用于分离手性分子,有待进一步开发。,大孔沸石、手性孔道和多维孔道分子筛：,骨架的稳定化及除模板剂新方法,：,一般,高温焙烧。,新型方法,等离子体，超临界流体萃取，臭氧处理，等等。,骨架的稳定化及除模板剂新方法：,介孔材料和大孔材料,：,热点问题：,微孔与介孔的复合材料；,新相的合成；,实用性介孔材料的合成；,介孔材料孔道取向的控制；,材料的改性与稳定化；,各种不同结构、组成、孔径的介孔和大孔材料的合成；,高有序度的大孔材料的合成；,介孔和多孔材料的孔壁结构控制。,介孔材料和大孔材料：,组合合成法,：,同时进行大量的平行微量合成，覆盖所有可能的反应物组成和反应条件，近似于完全的定向合成。,有待解决的问题：,反应器的设计；,固相反应物加料，多相反应物混合；,合成及产物分离过程的简化；,微量检测手段的提高；,自动化改进（合成及鉴定过程）。,组合合成法：同时进行大量的平行微量合成，覆盖所有可能的反应物,多孔材料研究范围的拓展,：,基本结构设计；,定向合成与分子工程学研究；,晶体合成、生长、反应规律、形成机制以及结构与性能的关系研究；,有机,/,无机杂化体系；,计算机模拟与辅助设计；,绿色合成反应与仿生合成及合成中生物技术的应用，等等。,多孔材料研究范围的拓展：,