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介孔材料合成的基础科学问题－－－ 模板剂和硅源之间的相互作用 Seminar II Reporter: Dongmei Jiang Supervisor: Prof. Can Li Prof. Qihua Yang 介孔材料和有序介孔材料 介孔材料 （2-50nm） 有序介孔材料（M41S-Type Silica Materials） M41S型介孔材料的合成方法 以表面活性剂形成的超分子结构为模板，利用溶胶－凝胶技术，通过有机物和无机物之间的界面定向导引作用组装成一类孔径约在1.5nm至约30nm之间、孔径分布窄且有规则孔道结构的无机多孔材料 M41S型介孔材料的合成特征 模板剂与溶剂之间的相互作用：表面活性剂在水中会自成有序结构，自组成过程与温度、浓度、添加剂等因素有关，表面活性剂的自组过程和生成的结构对介孔材料的合成有很强的指导意义。 硅源与溶剂之间的相互作用：此过程与介质的PH值、催化剂、有机添加剂、反应条件有关，很大称度上为动力学控制过程。 模板剂和硅源物种之间的相互作用：是能否 形成稳定的杂化介观结构的关键，只有合适 类型和强度的相互作用才能促使具有介观结 构的固体形成。 模板剂和硅源物种之间的相互作用方式 S-I共价键相互作用: S-I+相互作用方式实例 S-I+相互作用方式实例: Ordered mesoporous material with Bridges formed by coordination compounds S-I+相互作用方式实例：手性介孔材料的合成 S-I+相互作用方式实例：手性介孔材料的合成 S-I+相互作用方式实例：手性介孔材料的合成 介观结构的生成机理 （1）液晶模板机理 （2）协同作用机理 液晶模板机理 根据MCM-41 的高分辨电子显微镜成像和X光衍射结果与表面活性剂 在水中生成的溶致液晶的相应实验结果非常相似，Mobile公司的工作者 认为有序介孔材料的结构取决于表面活性剂疏水链的长度，以及不同表 面活性剂农的的影响等。这个机理认为表面活性剂生成的溶致液晶作为 形成MCM-41结构的模板剂。表面活性剂的液晶相是在加入无机反应物之 前形成的。具有亲水和疏水基团的表面活性剂在水的体系中先形成球形 胶束，再形成棒状胶束；胶束的外表面由表面活性剂的亲水端构成，当 表面活性剂的浓度较大时，生成六方有序排列的液晶结构，溶解在溶剂 中的无机单体分子或齐聚物因与亲水端存在引力，沉淀在胶束棒之间的 孔隙间，聚合固化构成孔壁。 协同作用机理 协同作用机理： 协同作用机理： 在介孔材料的合成中，体系存在超分子的自组装，以及硅源物种与模板剂的相互作用（包括静电作用、氢键作用等等）在介孔材料的生成过程中起决定性的控制作用。深刻理解硅源物种与模板剂的相互作用对我们合成材料将起着指导性作用 Seminar II: 介孔材料合成的基础科学问题 Thank you for your attention! * * Homochirality is an abundant fact of life. We cannot escape its far-reaching effects on our daily lives. From antiquity, we have known that most mammals have their hearts located on the left side of their chests and antlers, tusks, and teeth are mirror images of one another. We see amazing symmetry in the plant kingdom – about 150 years ago, we first discovered that this fact of homochirality extended to the molecular level. Within the last 50 years we have begun to learn of the critical importance homochiral pharmaceuticals. Tonight, we will go, like Alice, through the Looking-Glass… Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Sciences -