Seria MCM<\/strong><\/h2>\n\n\n\nMCM to skr\u00f3t od Mobil Composition of Matter. G\u0142\u00f3wnie przez badaczy Mobil Oil, wykorzystuj\u0105cych krzemian etylu jako \u017ar\u00f3d\u0142o krzemu, zsyntetyzowanych metod\u0105 mi\u0119kkiej matrycy na bazie miceli. MCM Muszkieterami s\u0105 MCM-41, MCM-48 i MCM-50. MCM-41 jest heksagonaln\u0105 mezoporowat\u0105 struktur\u0105, uk\u0142adem regularnych cylindrycznych mezopor\u00f3w wykonanych z jednowymiarowej struktury por\u00f3w. \u015arednica mezopor\u00f3w regulowana w zakresie 2-6,5 nm, du\u017ca powierzchnia w\u0142a\u015bciwa. W por\u00f3wnaniu z sitami molekularnymi w MCM-41 nie ma miejsc kwasowych Bronsteda. Ze wzgl\u0119du na cienk\u0105 \u015bciank\u0119 i niski kurs wymiany jednostek krzemu wi\u0105zania Si-O hydrolizuj\u0105 i ponownie sieciuj\u0105 we wrz\u0105cej wodzie, powoduj\u0105c uszkodzenia strukturalne. Dlatego stabilno\u015b\u0107 termiczna nie jest dobra. Najwcze\u015bniejsze artyku\u0142y na temat syntezy MCM-41 zosta\u0142y opublikowane w JAC w 1992 r., A cytowania maj\u0105 obecnie prawie 12 000 cytowa\u0144. (J. Am. Chem. Soc., 1992, 114 (27), str. 10834-10843.) MCM-48 ma tr\u00f3jwymiarowo po\u0142\u0105czon\u0105 struktur\u0119 kom\u00f3rkow\u0105. MCM-50 jest struktur\u0105 blaszkowat\u0105 i mo\u017cna j\u0105 nazwa\u0107 raczej \u201emezostruktur\u0105\u201d ni\u017c \u201emezoporowat\u0105\u201d, poniewa\u017c struktura blaszkowata zapada si\u0119 po usuni\u0119ciu warstwy tworz\u0105cej \u015brodek powierzchniowo czynny, a poniewa\u017c nie ma por\u00f3w, nie jest to G\u0142\u0119bokie. <\/strong><\/p>\n\n\n\n Rycina 1 Schemat mechanizmu syntezy MCM-41, stosowany \u015brodek powierzchniowo czynny jest anionowym \u015brodkiem powierzchniowo czynnym<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria SBA<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSBA to skr\u00f3t od Santa Barbara Amorphous. W\u015br\u00f3d nich du\u017ca nazwa to SBA-15. SBA-15 zosta\u0142 po raz pierwszy zsyntetyzowany przez Zhao Dongyuan, nauczyciela na Fudan University w 1998 r. Po uko\u0144czeniu studi\u00f3w podyplomowych w Santa Barbara, University of California, USA. Zosta\u0142 opublikowany w Science w tym samym roku i by\u0142 cytowany ponad 10 000 razy ( Science 23 stycznia 1998: 279, 5350, 548-552.). Serie SBA mezoporowatych materia\u0142\u00f3w krzemionkowych syntetyzuje si\u0119 metod\u0105 mi\u0119kkiej matrycy, stosuj\u0105c surfaktant typu blokowego; jego wielko\u015b\u0107 por\u00f3w jest regulowana w zakresie 5-30 nm. SBA-15 sk\u0142ada si\u0119 z szeregu sze\u015bciok\u0105tnych r\u00f3wnoleg\u0142ych cylindrycznych kana\u0142\u00f3w z kilkoma mezoporami lub porami u\u0142o\u017conymi w losowej kolejno\u015bci o grubo\u015bci \u015bciany kom\u00f3rkowej 3-6 nm. Ze wzgl\u0119du na grubsze \u015bciany kom\u00f3rkowe SBA-15 stabilno\u015b\u0107 hydrotermalna materia\u0142u jest lepsza ni\u017c w przypadku serii MCM. SBA-15 to wielowymiarowy porowaty materia\u0142, kt\u00f3ry zawiera oba mezoporowate materia\u0142y. Mo\u017ce usuwa\u0107 \u015brodek powierzchniowo czynny osadzony w \u015bcianach por\u00f3w podczas procesu kalcynacji, co powoduje powstanie mikroporowatej struktury.<\/p>\n\n\n\n
Ryc. 2 (po lewej) Obraz TEM SBA-15 o r\u00f3\u017cnych rozmiarach por\u00f3w. Hydrofobowy koniec (prawego) tr\u00f3jblokowego \u015brodka powierzchniowo czynnego wejdzie w \u015bcianki por\u00f3w utworzonej krzemionki. Po kalcynacji mikropory<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria HMM<\/strong><\/h2>\n\n\n\nHMM to skr\u00f3t od Hiropima Mesoporous Material i zosta\u0142 po raz pierwszy opracowany przez naukowc\u00f3w z Hiroshima University w 2009 roku. HMM jest sferycznym mezoporowatym materia\u0142em krzemowym o wielko\u015bci por\u00f3w 4-15 nm i regulowanej \u015brednicy zewn\u0119trznej 20-80 nm. W etapie syntezy autorzy najpierw tworz\u0105 kropelki emulsji przez zmieszany roztw\u00f3r olej \/ woda \/ \u015brodek powierzchniowo czynny, a nast\u0119pnie hoduj\u0105 krzem z wytworzonymi in situ cz\u0105stkami polistyrenu jako matryc\u0105, co daje kulist\u0105 mezoporowat\u0105 krzemionk\u0119 po usuni\u0119ciu matrycy. (Mikroporowate i mezoporowate materia\u0142y 120 (2009) 447-453.)<\/p>\n\n\n\n
Rycina 3 Schemat mechanizmu syntezy HMM oraz obrazy SEM i TEM produktu<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria TUD<\/strong><\/h2>\n\n\n\nTUD oznacza Technische Universiteit Delft, znany r\u00f3wnie\u017c jako Delft University of Technology. Na mikrografie elektronowym TUD-1 pojawia si\u0119 jako piana o polu powierzchni 400-1000 m2 \/ g i przestrajalnym mezoporze mi\u0119dzy 2,5 a 25 nm. W syntezie materia\u0142\u00f3w nie ma \u015brodka powierzchniowo czynnego, a trietyloamina jest stosowana jako organiczny \u015brodek matrycowy. Struktur\u0119 por\u00f3w mo\u017cna kontrolowa\u0107 przez dostosowanie stosunku organicznego \u015brodka matrycy i \u017ar\u00f3d\u0142a krzemu. (Chem. Commun., 2001, 713-714)<\/p>\n\n\n\n
Rycina 4 (po lewej) Obraz SEM TDU-1, (po prawej) Mezoporowaty materia\u0142 w\u0119glowy zsyntetyzowany z TDU-1 jako twardy szablon<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria FSM<\/strong><\/h2>\n\n\n\nFSM to skr\u00f3t od Folded Sheets Mesoporous Materials. Dos\u0142owne t\u0142umaczenie jego nazwy to sk\u0142adany arkusz mezoporowaty materia\u0142. Synteza FSM to synteza warstwowego materia\u0142u krzemianowego Kanemit i d\u0142ugo\u0142a\u0144cuchowego alkilotrimetyloaminy (ATMA) w warunkach alkalicznych zachodzi mieszana obr\u00f3bka jonowa w celu uzyskania w\u0105skiego rozk\u0142adu wielko\u015bci por\u00f3w tr\u00f3jwymiarowego heksagonalnego mezoporowatego materia\u0142u krzemionkowego. FSC ma powierzchni\u0119 w\u0142a\u015bciw\u0105 650-1000 m2 \/ gi wielko\u015b\u0107 por\u00f3w 1,5-3 nm. (Bull. Chem. Soc. Jpn., 69, nr 5 (1996))<\/p>\n\n\n\n
Rysunek 5 Wykres TEM FSM<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria KIT<\/strong><\/h2>\n\n\n\nKIT nie znalaz\u0142 bardzo oficjalnego o\u015bwiadczenia, najprawdopodobniej skr\u00f3tu Korea Advanced Institute of Science and Technology. Nale\u017cy r\u00f3wnie\u017c do uporz\u0105dkowanego mezoporowatego materia\u0142u krzemionkowego, innego ni\u017c jednokierunkowa struktura por\u00f3w SBA-15 (sze\u015bcienna p6mm), KIT-6 (sze\u015bcienna la3d) ma wzajemnie po\u0142\u0105czon\u0105 sze\u015bcienn\u0105 mezoporowat\u0105 struktur\u0119. W syntezie KIT-6 jako \u015brodek kieruj\u0105cy struktur\u0105 zastosowano tr\u00f3jblokowy \u015brodek powierzchniowo czynny (EO20PO70EO20) i butanol. Rozmiar por\u00f3w KIT-6 regulowany w zakresie 4\u201312 nm, powierzchnia w\u0142a\u015bciwa 960\u20132200 m2 g-1. (Chem. Commun., 2003, 2136-2137)<\/p>\n\n\n\n
Rysunek 6 (po lewej) Schemat struktury SBA-15 p6mm i KIT-6 la3d, (po prawej) Obraz TEM KIT-6<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria CMK<\/strong><\/h2>\n\n\n\nPowszechn\u0105 metod\u0105 syntezy mezoporowatego w\u0119gla jest metoda twardego szablonu. Mezoporowate sita molekularne, takie jak MCM-48 i SBA-15, stosuje si\u0119 jako matryc\u0119 do wyboru odpowiednich prekursor\u00f3w, zw\u0119glania prekursor\u00f3w w wyniku katalizy kwasu i osadzania si\u0119 na porach mezoporowatych materia\u0142\u00f3w Road, a nast\u0119pnie rozpuszczania w mezoporowatym SiO2 NaOH lub HF, aby uzyska\u0107 mezoporowaty w\u0119giel. W 1999 r. Ryoo uda\u0142o si\u0119 powieli\u0107 inne mezoporowate materia\u0142y, u\u017cywaj\u0105c mezoporowatych materia\u0142\u00f3w jako twardych szablon\u00f3w. Ta seria materia\u0142\u00f3w o nazwie CMK. Nie znalaz\u0142em te\u017c oficjalnej nazwy, ale najprawdopodobniej po\u0142\u0105czone sita molekularne z w\u0119gla i Korea. Sukcesywnie produkowa\u0142 CMK-1, CMK-2, CMK-3, CMK-8 i CMK-9 mezoporowate w\u0119glowe sita molekularne, wykorzystuj\u0105c MCM-48, SBA-1, SBA-15 i KIT-6 jako szablony. (J. Phys. Chem. B, 103, 37, 1999.) CMK-3 jest dwuwymiarow\u0105 heksagonaln\u0105 struktur\u0105 z w\u0105skim rozk\u0142adem wielko\u015bci por\u00f3w, du\u017cym polem powierzchni w\u0142a\u015bciwej (1000-2000 m2 \/ g), du\u017c\u0105 obj\u0119to\u015bci\u0105 por\u00f3w 1,35 cm3 \/ g) i silna odporno\u015b\u0107 na kwasy i zasady, jest dobrym no\u015bnikiem katalizatora.<\/p>\n\n\n\n
Ryc. 7 Obraz TEM CMK-1 i CMK-3<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria FDU<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSeria FDU jest skr\u00f3tem od Fudan University i jest to praca wykonana przez nauczyciela Zhao Dongyuan po powrocie na Uniwersytet Fudan. FDU to seria \u017cywic fenolowych syntetyzowanych metod\u0105 mi\u0119kkiego szablonu. Uporz\u0105dkowane mezoporowate materia\u0142y w\u0119glowe mo\u017cna syntetyzowa\u0107 przez karbonizacj\u0119 w wysokiej temperaturze i sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 one z kulistych por\u00f3w. To samo dotyczy zastosowania \u015brodka powierzchniowo czynnego jako \u015brodka kieruj\u0105cego struktur\u0105, zastosowania prekursor\u00f3w \u017cywicy fenolowej jako surowc\u00f3w, metod\u0105 samoorganizacji przez odparowanie rozpuszczalnika w celu uzyskania uporz\u0105dkowanej struktury. (Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7053-7045)<\/p>\n\n\n\n
Ryc. 8 FDU-15 i FDU-16 po karbonizacji w wysokiej temperaturze W\u0119giel<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria STARBON<\/strong><\/h2>\n\n\n\nStarbon to nazwa mezoporowatego materia\u0142u w\u0119glowego. Poniewa\u017c oryginalny Starbon zosta\u0142 zsyntetyzowany przez naukowc\u00f3w z University of York metod\u0105 zol-\u017cel Starch, a nast\u0119pnie zw\u0119glony. Dlatego nazywa si\u0119 Starbon i zarejestrowa\u0142 mark\u0119 \u201eStarbon\u201d. Obj\u0119to\u015b\u0107 mezopor\u00f3w Starbon 2,0 cm3 \/ g, powierzchnia w\u0142a\u015bciwa 500 m2 \/ g, mo\u017ce by\u0107 stosowana jako no\u015bnik katalizatora, adsorpcja gazu lub \u015brodek do oczyszczania wody. Teraz surowce Starbon mo\u017cna rozszerzy\u0107 na pektyn\u0119 i kwas alginowy.<\/p>\n\n\n\n
Ryc. 9 (po lewej) Etap syntezy Starbona, (po prawej) obraz SEM Starbona<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria ZSM<\/strong><\/h2>\n\n\n\nZSM to skr\u00f3t od Zeolite Socony Mobil, a ZSM-5 to nazwa handlowa, kt\u00f3ra jest pi\u0105tym zeolitem znalezionym przez Socony Mobil Corporation. Natura zsyntetyzowana w 1975 r. Zg\u0142osi\u0142a swoj\u0105 struktur\u0119 w 1978 r. ZSM-5 jest systemem rombowym. Jest to rodzaj zeolitowego sita molekularnego z tr\u00f3jwymiarowymi kana\u0142ami krzy\u017cowymi z wysok\u0105 zawarto\u015bci\u0105 krzemu i pi\u0119ciocz\u0142onowymi pier\u015bcieniami. Jest oleofilowy i hydrofobowy, ma wysok\u0105 stabilno\u015b\u0107 termiczn\u0105 i hydrotermaln\u0105, a wi\u0119kszo\u015b\u0107 por\u00f3w ma \u015brednic\u0119 oko\u0142o 0,55 nm Zeolit.<\/p>\n\n\n\n
Rycina 10 Zsyntetyzowany ZABM-5 TPABr<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSeria AlPO<\/strong><\/h2>\n\n\n\nAlPO to skr\u00f3t od bezkwasowego mikroporowatego glinofosforanowego sita molekularnego, kt\u00f3re jest \u201esitem molekularnym drugiej generacji\u201d opracowanym przez UOP Company w Stanach Zjednoczonych od lat osiemdziesi\u0105tych. Te szkielety sit molekularnych sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 z r\u00f3wnej ilo\u015bci czworo\u015bcian\u00f3w AlO4 i PO4 i s\u0105 elektrycznie oboj\u0119tne i wykazuj\u0105 s\u0142absze w\u0142a\u015bciwo\u015bci katalizuj\u0105ce kwas. Wraz z wprowadzeniem heteroatom\u00f3w pierwotny bilans \u0142adunku szkieletu zeolitowego AlPO mo\u017ce zosta\u0107 rozbity, dzi\u0119ki czemu jego kwasowo\u015b\u0107, wydajno\u015b\u0107 adsorpcji i aktywno\u015b\u0107 katalityczna uleg\u0142y znacznej poprawie. Struktura zr\u0119bowa AlPO4-5 nale\u017cy do uk\u0142adu heksagonalnego, z typowym 12-cz\u0142onowym g\u0142\u00f3wnym kana\u0142em pier\u015bcieniowym o wielko\u015bci por\u00f3w 0,76 nm, co jest por\u00f3wnywalne z aromatem.<\/p>\n\n\n\n
Seria SAPO<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSAPO to skr\u00f3t od krzemoglinofosforanu, SAPO-34 to sito molekularne po raz pierwszy zg\u0142oszone przez UCC w 1982 roku, a 34 to kod. Szkielet SAPO-34 sk\u0142ada si\u0119 z PO2 +, SiO2, AlO2- i ma tr\u00f3jwymiarowe kana\u0142y poprzeczne, \u015brednic\u0119 por\u00f3w o\u015bmiopier\u015bcieniowych i umiarkowane miejsca kwasowe. Opr\u00f3cz separacji adsorpcyjnej i separacji membranowej wykazano doskona\u0142\u0105 wydajno\u015b\u0107. Sk\u0142ad SAPO-11 to cztery rodzaje Si, P, Al i O, jego sk\u0142ad mo\u017cna zmienia\u0107 w szerokim zakresie, zawarto\u015b\u0107 krzemu w produkcie zmienia si\u0119 w zale\u017cno\u015bci od warunk\u00f3w syntezy. Mezoporowaty zeolit SAPO-11, o jednowymiarowej strukturze dziesi\u0119ciopier\u015bcieniowej, w owalny otw\u00f3r. Sito molekularne sita molekularnego SAPO jest na\u0142adowane ujemnie, a zatem ma wymienialne kationy i kwasowo\u015b\u0107 protonow\u0105. Sito molekularne SAPO mo\u017ce by\u0107 stosowane jako adsorbent, katalizator i no\u015bnik katalizatora.<\/p>\n\n\n\n
Ryc. 11 Obraz SEM SAPO-11 z czasem krystalizacji 48h<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n Istnieje kilka innych materia\u0142\u00f3w porowatych, kt\u00f3re nie s\u0105 powszechnie u\u017cywane:MSU <\/strong> (Michigan State University) to seria mezoporowatych sit molekularnych opracowana przez Pinnavaia i in. University of Michigan. MSU-X (MSU-1, MSU-2 i MSU-3). MSU-V, MSU-G maj\u0105 warstwow\u0105 struktur\u0119 p\u0119cherzyk\u00f3w wielowarstwowych.<\/p>\n\n\n\nHMS <\/strong><\/h2>\n\n\n\n(Heksagonalna mezoporowata krzemionka) to mezoporowate sito molekularne opracowane przez Pinnavaia i in., Kt\u00f3re jest r\u00f3wnie\u017c struktur\u0105 heksagonaln\u0105 o niskim stopniu uporz\u0105dkowania.<\/p>\n\n\n\n
APM<\/strong> <\/h2>\n\n\n\n(mezostruktury wytworzone kwasem), wczesne badania Stucky i wsp., zosta\u0142y przygotowane w warunkach kwa\u015bnych i stanowi\u0142y rozszerzenie serii proces\u00f3w syntetycznych MCM (media alkaliczne). Nie tylko nazwa jest bardzo wyj\u0105tkowa, zastosowanie porowatych materia\u0142\u00f3w jest r\u00f3wnie\u017c bardzo szerokie, s\u0105 to:<\/p>\n\n\n\n
1. Wydajna membrana do separacji gaz\u00f3w;<\/p>\n\n\n\n
2. Membrana katalityczna procesu chemicznego;<\/p>\n\n\n\n
3. materia\u0142y pod\u0142o\u017ca do szybkich system\u00f3w elektronicznych;<\/p>\n\n\n\n
4. prekursory materia\u0142\u00f3w do komunikacji optycznej;<\/p>\n\n\n\n
5. wysoce wydajne materia\u0142y termoizolacyjne;<\/p>\n\n\n\n
6. porowate elektrody do ogniw paliwowych;<\/p>\n\n\n\n
7. media rozdzielaj\u0105ce i elektrody do akumulator\u00f3w;<\/p>\n\n\n\n
8. paliwa (w tym gaz ziemny i wod\u00f3r) czynnika magazynuj\u0105cego; <\/p>\n\n\n\n
9. Wyb\u00f3r absorbentu \u015brodowiskowego;<\/p>\n\n\n\n
10. Specjalny filtr wielokrotnego u\u017cytku. Aplikacje te b\u0119d\u0105 mia\u0142y ogromny wp\u0142yw na zastosowania przemys\u0142owe i codzienne \u017cycie ludzi.<\/p>\n\n\n\n
Bibliografia:<\/strong>1. J. Am. Chem. Soc., 1992, 114 (27), str. 10834-10843.2. Science 23 stycznia 1998: 279, 5350, 548-552.3. Mikroporowate i mezoporowate materia\u0142y 120 (2009) 447-453.4. Chem. Commun., 2001, 713\u2013714,5. Byk. Chem. Soc. Jpn., 69, nr 5 (1996) 6. J. Chem. Soc., Chem. Commun 1993, 8, 680,7. Chem. Commun., 2003, 2136-2137.8. J. Phys. Chem. B, 103, 37, 1999.9. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7053\u20137059. <\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"UPAC separates pores into micropores (<2 nm), mesopores or mesopores (2 to 50 nm), macropores (> 50 nm) according to the pore size scale; according to the latest definition, the pores are subdivided into Micropores (<0.7 nm) and micropoles (0.7-2 nm), while wells below 100 nm are collectively referred to as nanopores. So how are…<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":19668,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/141d2f_1ad683ac089a4a8dbd58302eb2e8e348-mv2.webp_-1.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3756"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3756"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3756\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19668"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3756"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3756"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3756"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}