中孔介孔二氧化硅（Mesoporous Silica）是一類具有特殊孔道結(jié)構(gòu)的二氧化硅納米材料。

結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

• 孔徑：孔徑大小通常在 2-50nm 之間，介于微孔（<2nm）和大孔（>50nm）之間。

• 比表面積和孔容：比表面積通常為 800-1000m2/g 或更高，孔容在 0.5-1.5cm3/g，大量的介孔結(jié)構(gòu)使得其內(nèi)部可供分子接觸的表面積極大，且能容納大量的分子或客體物質(zhì)。

• 孔道結(jié)構(gòu)：部分介孔二氧化硅具有高度有序排列、均一尺寸的孔道，如 MCM 系列、SBA 系列等，孔道可以是六方堆積、立方堆積等形式。

• 表面性質(zhì)：二氧化硅骨架表面富含硅羥基（-SiOH），可以通過化學(xué)方法嫁接各種有機(jī)官能團(tuán)或引入其他無(wú)機(jī)成分，從而改變其表面性質(zhì)和功能。

• 生物相容性：無(wú)定形二氧化硅本身具有相對(duì)較好的生物相容性和化學(xué)惰性。

制備方法

• 軟模板法：使用表面活性劑或嵌段共聚物作為模板，如陽(yáng)離子型的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、非離子型的 P123、F127 等。它們?cè)谌芤褐凶越M裝形成膠束，二氧化硅前體如正硅酸乙酯（TEOS）在水解縮聚過程中圍繞這些膠束沉積，模板隨后通過溶劑萃取或高溫煅燒去除，留下孔道結(jié)構(gòu)。

• 硬模板法：利用現(xiàn)成的多孔材料如介孔碳、介孔聚合物作為模具，在其孔道內(nèi)填充二氧化硅前體并形成固相，再去除模板，得到復(fù)制其結(jié)構(gòu)的介孔二氧化硅，常用于合成中空或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的二氧化硅。

• 無(wú)模板法：不使用特定模板劑，通過調(diào)控反應(yīng)條件如溶劑、催化劑使二氧化硅自發(fā)形成介觀結(jié)構(gòu)，但所得材料的有序度通常較低。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 催化領(lǐng)域：因其高比表面積和可調(diào)控孔徑，常被用作催化劑或催化劑載體，用于石油化工、綠色化學(xué)等催化反應(yīng)。

• 吸附與分離：可用于吸附和分離環(huán)境中的污染物，如重金屬離子和有機(jī)污染物等，在氣體分離、水處理和有機(jī)溶劑回收等領(lǐng)域也有巨大潛力。

• 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：在藥物遞送、生物成像、組織工程和生物傳感器等方面有廣泛應(yīng)用，其多孔結(jié)構(gòu)和生物相容性使其成為理想的藥物載體和生物材料。

• 能源領(lǐng)域：可應(yīng)用于超級(jí)電容器、燃料電池和儲(chǔ)能材料等。

• 傳感器與光學(xué)領(lǐng)域：因其特殊的光學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，可用于傳感器、光學(xué)器件、光子學(xué)等領(lǐng)域。

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