介孔材料是一种孔径介于微孔与大孔之间的新型材料。国际纯粹和应用化学协会(IUPAC)根据孔径大小的不同，将多孔材料分为三类:小于2mm的为微孔(microporous)材料﹔介于2-50nm的为介孔(mesoporous)材料﹔大于5onm的为大孔(macroporous)材料。

  介孔材料依照化学组成，可分为硅基和非硅基两大类。非硅基介孔材料主要包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等。相较非硅基介孔材料，硅基介孔材料的研究更为成熟。硅基介孔材料具有孔道结构规则，孔径分布狭窄等特点，广泛应用于分离提纯、吸附、催化、传感、**装载及缓释等领域。

介孔二氧化硅材料的应用

  介孔二氧化硅材料具有**吸附材料的特性:孔道结构有序性﹔孔径分布单一性和可调控性，介孔形状多样性。使其在吸附分离，工业催化、生物医学、环境保护等领域具有极为重要的作用。

(1）较高的比表面积和较大的孔体积，使其可以作为**载体或催化载体应用于医药和催化领域。

(2）孔径呈单一分布，并且调控范围宽，使其可以作为可控反应器制备半导体材料。

(3）独特的孔壁结构和微观形貌，使其在光学和电学领域有非常好的应用前景。

(4）热稳定性和水热稳定性良好，同时表面附有大量硅羟基，可以进行表面化学改性，使其成为一种很有前途的新型复合载体。

介孔二氧化硅材料的改性

  介孔二氧化硅材料表面含有大量羟基，表面能量较高，很容易团聚，影响有机体的分散，均匀性变差，导致组装材料的利用率明显降低。因此，进行改性能降低其表面能量，**的提高分散率。改性的方法很多，有表面物理修饰和表面化学修饰两大类。

  表面物理修饰主要通过吸附，包裹等物理作用，利用紫外线，等离子体等手段对粒子的表面进行改性。

  表面化学修饰主要利用偶联剂进行改性。通过含有机官能团的偶联剂与介孔二氧化硅材料作用，将功能官能团以共价键方式嫁接到介孔材料孔壁上，实现介孔二氧化硅材料的功能化。常用的表面化学修饰方法有两种:共缩聚法和后嫁接法。

  共缩聚法(co-condensation)，即一步制备法，是在模板剂作用下，将有机偶联剂与无机源同时加入到体系中，在生成介孔结构的同时将官能团引入到孔道中。

  优点:可以制备负载量较高，分散均一的功能化介孔二氧化硅材料。

  缺点:制备条件是酸性或碱性，许多偶联剂在这种条件下极不稳定，容易分解或变性。同时，引入的官能团量过大也将破坏材料介孔结构的形成。

  后嫁接法(post-synthesis)是先制备介孔二氧化硅材料，再将偶联剂加入到已制备的介孔二氧化硅材料中,在有机溶剂中回流。

  特点∶反应通常在氮气保护下进行，能够**偶联剂自身水解，整个修饰过程不会破坏介孔材料本身的结构,还能很好的控制功能化程度，所以后嫁接法更多被使用。

  在此基础上更复杂的嫁接也相继出现，如多步嫁接。也有很多研究者通过不同的方法改性介孔二氧化硅材料，以提高其处理废水中重金属离子的能力。

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