Войти
Электронно-микроскопические изображения азотсодержащего упорядоченного мезопористого углерода (N-OMC), снятые (а) вдоль и (б) перпендикулярно направлению канала. Мезопористый материал (или супер нанопористый ) представляет собой нанопористый материал, содержащие поры диаметра от 2 до 50 нм, в соответствии с IUPAC номенклатуры. Для сравнения, IUPAC определяет микропористый материал как материал, имеющий поры диаметром менее 2 нм, и макропористый материал как материал, имеющий поры диаметром более 50 нм.
Типичные мезопористые материалы включают некоторые виды диоксида кремния и оксида алюминия, которые имеют мезопоры аналогичного размера. Сообщалось также о мезопористых оксидах ниобия, тантала, титана, циркония, церия и олова. Однако флагманом мезопористых материалов является мезопористый углерод, который находит прямое применение в устройствах хранения энергии. Мезопористый углерод имеет пористость в пределах диапазона мезопор, что значительно увеличивает удельную поверхность. Другим очень распространенным мезопористым материалом является активированный уголь, который обычно состоит из углеродного каркаса с мезопористостью и микропористостью в зависимости от условий, в которых он был синтезирован.
Согласно IUPAC, мезопористый материал может быть неупорядоченным или упорядоченным в мезоструктуре. В кристаллических неорганических материалах мезопористая структура заметно ограничивает количество единиц решетки, и это существенно меняет химию твердого тела. Например, характеристики батареи мезопористых электроактивных материалов значительно отличаются от характеристик их объемной структуры.
Процедура производства мезопористых материалов (диоксида кремния) была запатентована примерно в 1970 году, а методы, основанные на процессе Штёбера с 1968 года, все еще использовались в 2015 году. Это осталось почти незамеченным и было воспроизведено в 1997 году. Мезопористые наночастицы диоксида кремния (MSN) были независимо синтезированы в 1990 г. исследователями из Японии. Позже они были произведены также в лабораториях Mobil Corporation и получили название Mobil Crystalline Materials или MCM-41. Первоначальные методы синтеза не позволяли контролировать качество вторичного уровня генерируемой пористости. Только при использовании катионов четвертичного аммония и силанизирующих агентов во время синтеза материалы показали истинный уровень иерархической пористости и улучшенные текстурные свойства.
С тех пор исследования в этой области неуклонно росли. Яркими примерами перспективных промышленных применений являются катализ, сорбция, газоанализ, аккумуляторы, ионный обмен, оптика и фотоэлектрическая энергия. В области катализа цеолиты - это новая тема, в которой изучается мезопористость как функция катализатора с целью улучшения его характеристик для использования при каталитическом крекинге в псевдоожиженном слое.
Следует принять во внимание, что эта мезопористость относится к классификации наноразмерной пористости, и мезопоры могут определяться по-другому в других контекстах; например, мезопоры определяются как полости с размерами в диапазоне 30–75 мкм в контексте пористых скоплений, таких как почва.
