{"id":3756,"date":"2019-05-25T01:27:54","date_gmt":"2019-05-25T01:27:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=3756"},"modified":"2020-05-07T07:46:20","modified_gmt":"2020-05-07T07:46:20","slug":"14-common-types-of-porous-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/14-ubliche-arten-von-porosen-materialien\/","title":{"rendered":"14 H\u00e4ufige Arten por\u00f6ser Materialien"},"content":{"rendered":"
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UPAC trennt Poren gem\u00e4\u00df der Porengr\u00f6\u00dfenskala in Mikroporen (<2 nm), Mesoporen oder Mesoporen (2 bis 50 nm), Makroporen (> 50 nm); Nach der neuesten Definition werden die Poren in Mikroporen (<0,7 nm) und Mikropole (0,7-2 nm) unterteilt, w\u00e4hrend Vertiefungen unter 100 nm gemeinsam als Nanoporen bezeichnet werden. Wie kommen die Namen dieser Lochmaterialien her?<\/p>\n\n\n\n

MCM-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

MCM ist die Abk\u00fcrzung f\u00fcr Mobil Composition of Matter. Haupts\u00e4chlich von den Mobil Oil-Forschern unter Verwendung von Ethylsilikat als Siliziumquelle, synthetisiert durch eine auf Mizellen basierende Soft-Template-Methode. MCM Die Musketiere sind MCM-41, MCM-48 und MCM-50. MCM-41 ist eine hexagonale mesopor\u00f6se Struktur, die Anordnung einer regelm\u00e4\u00dfigen zylindrischen Mesoporen aus eindimensionaler Porenstruktur. Mesoporendurchmesser einstellbar zwischen 2-6,5 nm, gro\u00dfe spezifische Oberfl\u00e4che. Im Vergleich zu Molekularsieben gibt es in MCM-41 keine Br\u00f6nsted-S\u00e4ure-Stellen. Aufgrund seiner d\u00fcnnen Wand und der geringen Austauschrate von Siliziumeinheiten hydrolysieren Si-O-Bindungen in kochendem Wasser und vernetzen sie erneut, was zu strukturellen Sch\u00e4den f\u00fchrt. Daher ist die thermische Stabilit\u00e4t nicht gut. Die fr\u00fchesten Ver\u00f6ffentlichungen zur Synthese von MCM-41 wurden 1992 in den JACs ver\u00f6ffentlicht, und die Zitate haben jetzt fast 12.000 Zitate. (J. Am. Chem. Soc., 1992, 114 (27), S. 10834\u201310843.) MCM-48 hat eine dreidimensional miteinander verbundene Zellstruktur. MCM-50 ist eine Lamellenstruktur und kann nur als "Mesostruktur" und nicht als "mesopor\u00f6s" bezeichnet werden, da die Lamellenstruktur beim Entfernen der tensidbildenden Schicht zusammenbricht und da es keine Poren gibt, ist dies nicht tief unten. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

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1 Diagramm des MCM-41-Synthesemechanismus, das verwendete Tensid ist ein anionisches Tensid<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

SBA-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

SBA ist die Abk\u00fcrzung f\u00fcr Santa Barbara Amorphous. Unter ihnen ist der gro\u00dfe Name SBA-15. SBA-15 wurde erstmals 1998 von Zhao Dongyuan, einem Lehrer an der Fudan-Universit\u00e4t, nach einem Aufbaustudium an der Santa Barbara, Universit\u00e4t von Kalifornien, USA, synthetisiert. Es wurde in diesem Jahr in Science ver\u00f6ffentlicht und mehr als 10.000 Mal zitiert ( Science, 23. Januar 1998: 279, 5350, 548-552.). SBA-Reihen von mesopor\u00f6sen Siliciumdioxidmaterialien werden unter Verwendung eines Soft-Template-Verfahrens unter Verwendung eines Tensids vom Blocktyp synthetisiert; seine Porengr\u00f6\u00dfe ist im Bereich von 5-30 nm einstellbar. SBA-15 besteht aus einer Reihe hexagonaler paralleler zylindrischer Kan\u00e4le mit einigen Mesoporen oder Poren, die in zuf\u00e4lliger Reihenfolge mit einer Zellwanddicke von 3 bis 6 nm angeordnet sind. Aufgrund der dickeren Zellw\u00e4nde von SBA-15 ist die hydrothermale Stabilit\u00e4t des Materials besser als die der MCM-Serie. SBA-15 ist ein mehrdimensionales por\u00f6ses Material, das beide mesopor\u00f6sen Materialien enth\u00e4lt. Es kann das in den Porenw\u00e4nden eingebettete Tensid w\u00e4hrend des Kalzinierungsprozesses entfernen, was zu einer mikropor\u00f6sen Struktur f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 2 (links) TEM-Bild von SBA-15 mit unterschiedlichen Porengr\u00f6\u00dfen. Das hydrophobe Ende des (rechten) Triblocktensids tritt in die Porenw\u00e4nde der gebildeten Kiesels\u00e4ure ein. Nach dem Kalzinieren werden die Mikroporen<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

HMM-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

HMM ist eine Abk\u00fcrzung f\u00fcr Hiroshima Mesoporous Material und wurde erstmals 2009 von Forschern der Hiroshima University hergestellt. HMM ist ein kugelf\u00f6rmiges mesopor\u00f6ses Siliziummaterial mit einer Porengr\u00f6\u00dfe von 4-15 nm und einem einstellbaren Au\u00dfendurchmesser von 20-80 nm. Im Syntheseschritt bilden die Autoren zun\u00e4chst Emulsionstr\u00f6pfchen durch die gemischte \u00d6l \/ Wasser \/ Tensid-L\u00f6sung und z\u00fcchten dann das Silizium mit den in situ erzeugten Polystyrolpartikeln als Templat, was zu kugelf\u00f6rmigem mesopor\u00f6sem Siliciumdioxid f\u00fchrt, nachdem das Templat entfernt wurde. (Microporous and Mesoporous Materials 120 (2009) 447-453.)<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 3 Diagramm des HMM-Synthesemechanismus und Produkt-SEM- und TEM-Bilder<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

TUD-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

TUD steht f\u00fcr Technische Universit\u00e4t Delft, auch bekannt als Technische Universit\u00e4t Delft. In der elektronenmikroskopischen Aufnahme erscheint TUD-1 als Schaum mit einer Oberfl\u00e4che von 400-1000 m2 \/ g und einer einstellbaren Mesopore zwischen 2,5 und 25 nm. Bei der Materialsynthese gibt es kein Tensid und Triethylamin wird als organisches Templat verwendet. Die Porenstruktur kann durch Einstellen des Verh\u00e4ltnisses von organischem Templatmittel und Siliziumquelle gesteuert werden. (Chem. Commun., 2001, 713 & ndash; 714)<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 4 (links) REM-Aufnahme von TDU-1, (rechts) Mesopor\u00f6ses Kohlenstoffmaterial, synthetisiert mit TDU-1 als harte Matrize<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

FSM-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

FSM ist die Abk\u00fcrzung f\u00fcr Folded Sheets Mesoporous Materials. W\u00f6rtliche \u00dcbersetzung seines Namens ist gefaltetes mesopor\u00f6ses Blattmaterial. Die FSM-Synthese ist die Synthese von Schichtsilikatmaterial Kanemit und langkettigem Alkyltrimethylamin (ATMA) unter alkalischen Bedingungen. Ein Ionenaustausch mit gemischter Behandlung findet statt, um eine enge Porengr\u00f6\u00dfenverteilung von dreidimensionalem hexagonalem mesopor\u00f6sem Siliciumdioxidmaterial zu erhalten. FSC hat eine spezifische Oberfl\u00e4che von 650-1000 m2 \/ g und eine Porengr\u00f6\u00dfe von 1,5-3 nm. (Bull. Chem. Soc. Jpn., 69, Nr. 5 (1996))<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 5 TEM-Diagramm des FSM<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

KIT-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Das KIT fand keine sehr offizielle Erkl\u00e4rung, h\u00f6chstwahrscheinlich die Abk\u00fcrzung f\u00fcr Korea Advanced Institute of Science and Technology. KIT-6 (kubisch la3d) geh\u00f6rt ebenfalls zu dem geordneten mesopor\u00f6sen Siliciumdioxidmaterial, das sich von der unidirektionalen Porenstruktur SBA-15 (kubisch p6 mm) unterscheidet, und hat eine kubische mesopor\u00f6se Struktur miteinander verbunden. Bei der Synthese von KIT-6 wurde eine Mischung aus Triblocktensid (EO20PO70EO20) und Butanol als strukturdirigierendes Mittel verwendet. KIT-6 Porengr\u00f6\u00dfe einstellbar in 4-12 nm, die spezifische Oberfl\u00e4che von 960-2200 m2 g-1. (Chem. Commun., 2003, 2136 & ndash; 2137)<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 6 (links) Strukturdiagramm von SBA-15 p6mm und KIT-6 la3d, (rechts) TEM-Bild von KIT-6<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

CMK-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die \u00fcbliche Methode zur Synthese von mesopor\u00f6sem Kohlenstoff ist die Methode der harten Matrize. Mesopor\u00f6se Molekularsiebe wie MCM-48 und SBA-15 werden als Matrize verwendet, um die geeigneten Vorl\u00e4ufer auszuw\u00e4hlen, die Vorl\u00e4ufer unter Katalyse von S\u00e4ure zu karbonisieren und auf den Poren mesopor\u00f6ser Materialien Road abzuscheiden und dann mit mesopor\u00f6sem NaOH oder HF-SiO2 zu l\u00f6sen. mesopor\u00f6sen Kohlenstoff zu bekommen. 1999 gelang es Ryoo, andere mesopor\u00f6se Materialien unter Verwendung mesopor\u00f6ser Materialien als harte Schablonen zu replizieren. Diese Materialreihe hei\u00dft CMK. Auch fand nicht die offizielle Benennung, aber h\u00f6chstwahrscheinlich Carbon Molecular Sieves und Korea kombinierte Benennung. Er hat nacheinander mesopor\u00f6se Kohlenstoffmolekularsiebmaterialien CMK-1, CMK-2, CMK-3, CMK-8 und CMK-9 unter Verwendung von MCM-48, SBA-1, SBA-15 und KIT-6 als Matrizen hergestellt. (J. Phys. Chem. B, 103, 37, 1999.) CMK-3 ist eine zweidimensionale hexagonale Struktur mit einer engen Porengr\u00f6\u00dfenverteilung, einer hohen spezifischen Oberfl\u00e4che (1000-2000 m\u00b2 \/ g) und einem gro\u00dfen Porenvolumen von 1,35 cm3 \/ g) und starke S\u00e4ure- und Alkalibest\u00e4ndigkeit ist ein guter Katalysatortr\u00e4ger.<\/p>\n\n\n\n

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7 TEM-Bild von CMK-1 und CMK-3<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

FDU-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die FDU-Reihe steht f\u00fcr Fudan University und ist die Arbeit des Zhao Dongyuan-Lehrers nach seiner R\u00fcckkehr an die Fudan University. FDU ist eine Reihe von Phenolharzen, die nach der Soft-Template-Methode synthetisiert werden. Die geordneten mesopor\u00f6sen Kohlenstoffmaterialien k\u00f6nnen durch Hochtemperaturcarbonisierung synthetisiert werden und bestehen aus kugelf\u00f6rmigen Poren. Das gleiche gilt f\u00fcr die Verwendung eines Tensids als strukturdirigierendes Mittel, die Verwendung von Phenolharzvorl\u00e4ufern als Rohmaterialien durch ein Selbstorganisationsverfahren zur Verdampfung des L\u00f6sungsmittels, um die geordnete Struktur zu erhalten. (Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7053-7045)<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 8 FDU-15 und FDU-16 nach Hochtemperatur-CarbonisierungStarbon<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

STARBON-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Starbon ist der Name des mesopor\u00f6sen Kohlenstoffmaterials. Denn der urspr\u00fcngliche Starbon wurde von Forschern der University of York nach der Sol-Gel-Methode von Starch synthetisiert und anschlie\u00dfend carbonisiert. Daher hei\u00dft es Starbon und hat den Markennamen \u201eStarbon\u201c registriert. Ein Starbon-Mesoporenvolumen von 2,0 cm\u00b3 \/ g, die spezifische Oberfl\u00e4che von 500 m\u00b2 \/ g, kann als Katalysatortr\u00e4ger, Gasadsorptions- oder Wasserreinigungsmittel verwendet werden. Jetzt k\u00f6nnen Starbon-Rohstoffe auf Pektin und Algins\u00e4ure ausgedehnt werden.<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 9 (links) Starbon-Syntheseschritt, (rechts) SEM-Bild von Starbon<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

ZSM-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

ZSM ist eine Abk\u00fcrzung f\u00fcr Zeolite Socony Mobil, und ZSM-5 ist ein Handelsname, der f\u00fcnfte Zeolith, der von Socony Mobil Corporation gefunden wurde. Nature wurde 1975 synthetisiert und berichtete 1978 \u00fcber seine Struktur. ZSM-5 ist ein orthorhombisches System. Es ist eine Art Zeolith-Molekularsieb mit dreidimensionalen Querkan\u00e4len mit hohem Siliziumgehalt und f\u00fcnfgliedrigen Ringen. Es ist oleophil und hydrophob, hat eine hohe thermische und hydrothermale Stabilit\u00e4t und die meisten Poren haben einen Durchmesser von etwa 0,55 nm Lochzeolith.<\/p>\n\n\n\n

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10 TPABr synthetisierte ZSM-5<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

AlPO-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

AlPO ist die Abk\u00fcrzung f\u00fcr s\u00e4urefreies mikropor\u00f6ses Aluminiumphosphat-Molekularsieb, das seit den 1980er Jahren von der US-amerikanischen UOP Company entwickelt wurde. Diese Molekularsiebger\u00fcste bestehen zu gleichen Teilen aus AlO4- und PO4-Tetraedern, sind elektrisch neutral und zeigen schw\u00e4chere s\u00e4urekatalysierende Eigenschaften. Mit der Einf\u00fchrung von Heteroatomen kann das urspr\u00fcngliche Ladungsgleichgewicht des AlPO-Zeolithger\u00fcsts abgebaut werden, so dass dessen Azidit\u00e4t, Adsorptionsleistung und katalytische Aktivit\u00e4t signifikant verbessert wurden. Die Ger\u00fcststruktur von AlPO4-5 geh\u00f6rt zum hexagonalen System mit einem typischen 12-gliedrigen Ringhauptkanal mit einer Porengr\u00f6\u00dfe von 0,76 nm, der mit dem von Aromaten vergleichbar ist.<\/p>\n\n\n\n

SAPO-Serie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

SAPO ist die Abk\u00fcrzung f\u00fcr Silicoaluminophosphat, SAPO-34 ist das Molekularsieb, das erstmals 1982 von UCC gemeldet wurde, und 34 ist der Code. Das Ger\u00fcst von SAPO-34 besteht aus PO2 +, SiO2, AlO2- und hat dreidimensionale Kreuzkan\u00e4le, einen Porendurchmesser von acht Ringen und moderate S\u00e4urestellen. Sowie Adsorptionstrennung und Membrantrennung zeigten hervorragende Leistung. Die Zusammensetzung von SAPO-11 ist Si, P, Al und O vier Arten, seine Zusammensetzung kann in einem weiten Bereich ge\u00e4ndert werden, der Siliziumgehalt des Produkts variiert mit den Synthesebedingungen. Mesopor\u00f6ser SAPO-11-Zeolith mit eindimensionaler Zehnringstruktur in ein ovales Loch. Das SAPO-Molekularsiebger\u00fcst ist negativ geladen und weist daher austauschbare Kationen und eine Protonens\u00e4ure auf. SAPO-Molekularsieb kann als Adsorbens, Katalysator und Katalysatortr\u00e4ger verwendet werden.<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 11 REM-Aufnahme von SAPO-11 mit einer Kristallisationszeit von 48h<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n


Es gibt mehrere andere por\u00f6se Materialien, die nicht h\u00e4ufig verwendet werden:
MSU <\/strong> (Michigan State University) ist eine Reihe von mesopor\u00f6sen Molekularsieben, die von Pinnavaia et al. Von der University of Michigan. MSU-X (MSU-1, MSU-2 und MSU-3). MSU-V, MSU-G haben eine Schichtstruktur aus multilamellaren Vesikeln.<\/p>\n\n\n\n

HMS <\/strong><\/h2>\n\n\n\n

(Hexagonal Mesoporous Silica) ist ein von Pinnavaia et al. Entwickeltes mesopor\u00f6ses Molekularsieb, das ebenfalls eine hexagonale Struktur mit einem niedrigen Ordnungsgrad darstellt.<\/p>\n\n\n\n

APMs<\/strong> <\/h2>\n\n\n\n

(s\u00e4urepr\u00e4parierte Mesostrukturen), eine fr\u00fche Forschung von Stucky et al., wurden unter sauren Bedingungen hergestellt und waren eine Erweiterung der MCM-Reihe von Syntheseverfahren (alkalische Medien).
Nicht nur der Name ist sehr einzigartig, die Anwendung von por\u00f6sen Materialien ist auch sehr umfangreich, sind:<\/p>\n\n\n\n

1. Effiziente Gastrennmembran;<\/p>\n\n\n\n

2. Chemische katalytische Prozessmembran;<\/p>\n\n\n\n

3. Substratmaterialien f\u00fcr elektronische Hochgeschwindigkeitssysteme;<\/p>\n\n\n\n

4. Vorl\u00e4ufer f\u00fcr optische Kommunikationsmaterialien;<\/p>\n\n\n\n

5. hocheffiziente W\u00e4rmed\u00e4mmstoffe;<\/p>\n\n\n\n

6. por\u00f6se Elektroden f\u00fcr Brennstoffzellen;<\/p>\n\n\n\n

7. Trennmedien und Elektroden f\u00fcr Batterien;<\/p>\n\n\n\n

8. Brennstoffe (einschlie\u00dflich Erdgas und Wasserstoff) des Speichermediums; <\/p>\n\n\n\n

9. Auswahl des umweltreinigenden Absorptionsmittels;<\/p>\n\n\n\n

10. Spezieller wiederverwendbarer Filter. Diese Anwendungen werden tiefgreifende Auswirkungen auf industrielle Anwendungen und das t\u00e4gliche Leben der Menschen haben.<\/p>\n\n\n\n


Verweise:<\/strong>1. J. Am. Chem. Soc., 1992, 114 (27), S. 10834\u201310843.2. Science, 23. Januar 1998: 279, 5350, 548-552,3. Microporous and Mesoporous Materials 120 (2009) 447-453.4. Chem. Commun., 2001, 713 & ndash; 714,5. Stier. Chem. Soc. Jpn., 69, Nr. 5 (1996) 6. J. Chem. Soc., Chem. Kommun. 1993, 8, 680,7. Chem. Commun., 2003, 2136 & ndash; 2137,8. J. Phys. Chem. B, 103, 37, 1999.9. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7053 & ndash; 7059. <\/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":{"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\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3756"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3756"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3756\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19668"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3756"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3756"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3756"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}