Uporządkowane nanoporowate materiały krzemionkowe : synteza, modyfikacja i charakterystyka

• Autorzy: Choma J. , Jaroniec M. , Kloske M.

Warianty tytułu

EN

Ordered nanoporous silicas : synthesis, modification and characteristics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Po blisko dziesięciu latach od pierwszych publikacji na temat uporządkowanych nanoporowatych krzemionek materiały te odgrywają ważną rolę we współczesnej chemii i inżynierii materiałowej. W wyniku procesów samorzutnego uporządkowania makrocząsteczek, można otrzymać materiały o ściśle zdefiniowanej strukturze porowatej i pożądanych właściwościach fizykochemicznych powierzchni. W wyniku tego procesu otrzymuje się materiały o dużej powierzchni właściwej, powyżej 1000m²/g i objętości porów większej od 1,0 cm³/g. Istnieje również możliwość modyfikacji właściwości powierzchniowych uporządkowanych nanoporowatych materiałów krzemionkowych już na etapie syntezy. Innym sposobem jest chemiczne wiązanie ligandów o odpowiednich właściwosciach fizykochemicznych. W pracy skoncentrowano się na omówieniu metod syntezy uporządkowanych materiałów, ich modyfikacji oraz na przedstawieniu metod stosowanych do oceny ich właściwości powierzchniowych i strukturalnych. Szczególną uwagę zwrócono na mechanizmy powstawania tych materiałów. Zaprezentowano także metodę otrzymywania materiałów MCM-41 o małych porach przy użyciu związków powierzchniowo czynnych o krótkich łańcuchach węglowych. Omówiono metody charakterystyki właściwości MCM-41. Przedyskutowano metody oceny porowatości na podstawie danych adsorpcji azotu i argonu oraz zastosowano je do charakterystyki wspomnianych materiałów. Szczególną uwagę zwrócono na metodę Barretta, Joynera i Halendy (BJH), która jest często stosowana do analizy mezoporowatości. Omówiono zastosowanie metod porównawczych (αs i t) do wyznaczania parametrów struktury porowatej. Przedstawione wyniki wskazują na dużą przydatność pomiarów adsorpcji azotu i argonu do charakterystyki tych materiałów. Tak więc, w niniejszej pracy omówiono różne aspekty syntezy, modyfikacji i charakterystyki uporządkowanych nanoporowatych materiałów krzemionkowych, które, jak się przewiduje, będą odgrywać ważnżą rolę w chemii XXI wieku.

EN

After ten years from the first publication about ordered nanoporous silicas, these materials still play an important role in chemistry and material engineering. As result of supramolecular self-assembly process materials of a well-defined porous structure and desirable physical and chemical properties are formed. During this process one can obtain materials with surface area above 1000 m²/g and pore volume over 1,0 cm³/g. There is a possibility to modify the surface properties of ordered nanoporous siliceous materials already at the stage of their synthesis. Another way of their modification is chemical bonding of ligands of desired physicochemical proprieties. The current review is focused on the synthesis procedures of ordered materials, modification of these materials and the methods for determination of their surface and structural properties. A special emphasis is placed on the formation mechanism of these materials. Also, a synthesis method to obtain MCM-41 with small pores is described by using surfactants of short alkyl chains. As regards characterisation methods, this work includes X-ray diffraction analysis (XRD), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and low-temperature (77 K) nitrogen adsorption. Various methods of the pore size analysis on the basis of nitrogen and argon adsorption data are critically discussed and used to characterize the selected MCM-41 materials. A particular attention is given to the Barrett, Jovner, Halenda (BJH) method, which is often applied for the pore size analysis. Our results indicate that argon and nitrogen adsorption measurements are suitable to characterize these materials. The comparative methods (αs and t-plot) used to obtain information about porous structures are discussed in details. Thus, the review covers various aspects of the synthesis, modification and characterization of ordered nanoporous siliceous materials, which are expected to play an important role in chemistry of XXI century.

Słowa kluczowe

PL

materiały krzemionkowe MCM-41; struktura porowata; właściwości powierzchniowe; modyfikacja; charakterystyka

EN

ordered siliceous materials MCM-41; porous structure; surface properties; modification; characterization

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 50, nr 10
• Strony: 83--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 330 poz.

Twórcy

autor

Choma J.

autor

Jaroniec M.

autor

Kloske M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Chemii, 00-908 Warszawa, ul. Kaliskiego 2,