文 献 综 述

1 介孔材料概述

介孔材料是一种非常特殊的纳米材料。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的规定^[1]，材料可以根据其孔径尺寸分为三类：微孔材料（孔径小于2nm，包括沸石、活性炭、金属有机架等）、介孔材料（孔径在2~50nm，包括，无机干凝胶^[2]和介孔分子筛^[3]等）和大孔材料（孔径大于50nm，包括多孔陶瓷等）其中介孔材料受到广泛研究。

1992年美国Mobil 公司的Kesge 和Beck利用烷基季铵盐阳离子表明活性剂为模板剂成功的合成了M41S系列介孔分子筛。M41S系列包括MCM-41、MCM-48和MCM-50。此发现将分子筛的研究范围扩展到了介孔材料，对于以后的介孔材料的研究奠定了基础。

介孔材料具有较大的比表面积、均一可调的孔径、以及好的吸附性能等优点得到了广泛的研究。介孔分子筛具有较大的比表面积（gt;700 cm²#183;g^-1)、较高的吸附容量(gt;0.7 cm³#183;g^-1)等优点而在大分子催化、精细化工、生物大分子吸附分离、传感、药物传递等领域有着广泛的前途。

同时，MCM-41介孔分子筛通过过渡金属负载、掺杂和有机官能团的接枝等手段的改性可以明显的增强材料性能。因此，MCM-41介孔分子筛作为载体具有较大的比表面积，提供更多活性位，在光催化领域具有较好的应用前景。

2介孔分子筛的合成机理和合成方法

2.1 介孔分子筛的合成机理

2.1.1 液晶模板机理（Liquid Crystal Templating Mechanism,简记为LCT）

美孚公司的Beck等^[5]最先提出液晶模板机理和模型。他们认为，介孔结构与表面活性剂尾部碳氢链的长度、浓度、无机助剂和反应温度等影响有关。围绕这一机理，有两种可能的展开途径，途径一：阳离子表面活性剂在反应混合物水溶液中形成胶束，再成胶棒，最后沉积成六方棱柱，途径二：无机物直接环绕在胶棒的周围，通过自组装作用形成六方有序结构^[6]。

2.1.2 协同作用机理（Cooperative formation mechanism,简记为CFM）

因为在表面活性剂浓度很低时表面活性剂没有形成液晶相，而介孔分子筛可以在表面活性剂浓度低时合成出来，此时，液晶模板机理无法解释这个现象。因此，Huo等^[7]提出了协同作用机理模型。带电表面活性剂和无机离子发生离子交换，形成一种特殊的带电表面活性剂与无机离子的溶致液晶，后离子对在带电表面活性剂的疏水作用下形成六方相有序结构，最后，无机离子进行缩聚，使得表面活性剂的胶团在低浓度下形成有六方结构的复合材料。协同作用机理能够解决介孔分子筛合成中的很多实验现象，也可以应用到非硅介孔材料的合成。

2.1.3 棒状自组装模型（Silicate rod assemble model）

针对表面活性剂的浓度比棒状胶束形成时的临界浓度所形成的的介孔分子筛的材料，首先形成自由排列的棒状胶团，再与硅酸根离子结合形成2~3层硅酸根离子，马上棒状胶团通过自组装结合成长程有序的六方结构^[8]，表面活性剂表面的硅酸根离子随着延长的时间和升高的温度缩聚重组，除去表面活性剂，即可以得到介孔材料。

2.1.4 硅层折叠机理

Steel等^[9]首先提出了硅层折叠机理，他们认为，当加入硅前驱后，表面活性剂分子自组装直接形成六方液晶相。硅源被分隔成层状，在层与层之间分塞着表面活性剂胶束棒，通过搅拌混合物，使得硅层围绕着胶束棒发生折叠收缩，进而生成包含表面活性剂的六方介孔材料。