无机多孔材料功能化组装附应用(吉林大学)
多孔材料的制备和性能调控
多孔材料的制备和性能调控多孔材料拥有独特的结构和性能，广泛应用于催化剂、吸附材料、传感器等领域。
然而，多孔材料的制备和性能调控一直是科学家们关注和研究的热点。
本文将从多孔材料的制备方法、性能调控策略以及应用前景等方面进行论述。
一、多孔材料的制备方法多孔材料的制备方法多种多样，其中常见的包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、模板法和燃烧法等。
溶胶-凝胶法是一种常用的多孔材料制备方法。
通过将溶胶物质在溶剂中溶解形成溶胶，再通过凝胶化反应使之形成凝胶，最后通过干燥和煅烧等步骤得到多孔材料。
该方法成本低、操作简便，适用于制备种类多样的多孔材料。
共沉淀法是利用化学反应在溶液中共沉淀出多孔材料的方法。
通过合适的溶剂和沉淀剂，可以控制沉淀速度和颗粒大小，从而调控多孔材料的孔径和孔隙结构。
这种方法制备的多孔材料通常具有较好的孔隙结构和稳定性。
模板法是一种通过有机或无机模板来制备多孔材料的方法。
通过将溶胶物质浸渍到模板材料中，然后通过煅烧或溶解模板材料得到多孔材料。
模板法可以制备孔径较小、孔隙结构有序的多孔材料，适用于制备纳米级孔径的材料。
燃烧法是一种通过燃烧反应来制备多孔材料的方法。
通常将可燃性物质与原料混合，通过燃烧反应形成多孔材料。
燃烧法制备的多孔材料具有较大的比表面积和良好的热稳定性，常用于催化剂和吸附材料的制备。
二、多孔材料的性能调控策略多孔材料的性能可以通过调控其孔径、孔隙结构和比表面积等方面来实现。
一种常用的性能调控策略是材料合成过程中的添加剂控制。
通过添加表面活性剂、聚合剂或酸碱调节剂等，可以调控多孔材料的孔径大小、孔隙结构和孔道分布等。
另一种常用的性能调控策略是后处理方法。
在多孔材料制备完成后，通过煅烧、酸碱处理、氧化还原等方法，可以进一步调控多孔材料的结构和性能。
比如，通过煅烧可以提高多孔材料的热稳定性和孔道连通性；通过酸碱处理可以调节多孔材料的酸碱性质；通过氧化还原反应可以改变多孔材料的电导性能等。
此外，多孔材料的性能还可以通过复合材料的制备来实现。
无机功能材料的制备及其性能研究
无机功能材料的制备及其性能研究无机功能材料是指不含有机成分的材料，具有特殊的物理和化学性质，可以应用于多种领域。
这些材料可以具有磁性、光电性、导电性、催化性、吸附性、防腐蚀性等功能。
无机功能材料既可以具有高强度和硬度，也可以是柔软和透明的，因此其应用领域非常广泛，如电子、光电、化学、医药和材料科学等领域。
一、无机功能材料的制备无机功能材料的制备包括一系列的过程，例如化学沉淀法、溶胶凝胶法、热处理法、水热法、氧化还原法等等。
其中，化学沉淀法和溶胶凝胶法是常用的方法。
1. 化学沉淀法化学沉淀法指的是将溶液中的物质通过化学反应沉淀成固体颗粒的方法。
通常先将金属离子溶解在溶液中，然后加入化学沉淀剂，使到金属离子通过反应的方式沉淀下来。
以金属氧化物为例，通过化学沉淀法制备无机功能材料的步骤如下：（1）制备金属的水合离子溶液：将金属物质加入适量的水中，溶解成水合离子。
（2）加入化学沉淀剂：向金属的水合离子溶液中滴加沉淀剂，使金属离子形成难溶的沉淀物。
（3）沉淀分离：离心或过滤分离所得沉淀物。
（4）洗涤和干燥：将沉淀物用水洗涤干净，然后将其干燥。
化学沉淀法适用于制备多种金属氧化物，可以实现大规模生产。
2. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种将溶液变为凝胶状物质的方法，主要用于制备纳米材料。
它是由可溶性异丙醇电解质形成的稳定凝胶，其中电解质、催化剂和有机物可以控制凝胶形成的速度和形态，使所得颗粒具有不同的形貌。
以氧化铝为例，通过溶胶凝胶法制备无机功能材料的步骤如下：（1）溶解氧化金属前驱体：在异丙醇中溶解氧化铝前驱体。
（2）诱导凝胶：在氢氧化铵和水的存在下，加入溶解的前驱体并搅拌，等到凝胶形成。
（3）干燥和焙烧：将凝胶干燥，然后在高温下焙烧，使凝胶变成氧化铝粉末。
溶胶凝胶法可以制备多种稳定的纳米材料，并且能够控制颗粒的形状和大小，具有比化学沉淀法更好的控制性能。
二、无机功能材料的性能研究无机功能材料的性能研究包括物理性能和化学性能。
金属有机框架多孔材料的制备及其应用研究
金属有机框架多孔材料的制备及其应用研究一、本文概述金属有机框架（MOFs）多孔材料作为一种新兴的功能材料，近年来在化学、材料科学和工程等领域引起了广泛关注。
由于其独特的结构和性质，MOFs在气体存储、分离、催化、传感和药物输送等领域展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在全面综述MOFs多孔材料的制备方法，探讨其结构特点与性能之间的关系，并深入分析MOFs在多个领域的应用研究进展。
文章将首先介绍MOFs的基本概念、分类及特点，随后重点讨论不同制备方法的优缺点，包括溶剂热法、微波辅助法、机械化学法等。
在此基础上，本文将综述MOFs在气体吸附与存储、催化、化学传感、生物医学等领域的应用实例，并展望其未来的发展趋势和挑战。
通过本文的阐述，旨在为MOFs多孔材料的制备和应用研究提供全面的理论支撑和实践指导。
二、金属有机框架多孔材料的制备方法金属有机框架（MOFs）多孔材料的制备是MOFs应用的基础，其制备方法的选择直接影响着MOFs的结构、形貌和性能。
目前，常用的MOFs制备方法主要包括溶液法、水热/溶剂热法、微波辅助法、机械化学法以及电化学法等。
溶液法：溶液法是最常用的MOFs制备方法之一。
通常，将金属盐和有机配体溶解在适当的溶剂中，通过控制反应条件（如温度、pH 值、浓度等），使金属离子与有机配体在溶液中自组装形成MOFs。
这种方法操作简单，但通常需要较长的反应时间。
水热/溶剂热法：水热/溶剂热法是在高温高压的条件下，利用溶剂（如水或其他有机溶剂）的物理化学性质，促进金属离子与有机配体的反应，从而制备MOFs。
这种方法可以加速反应速率，制备出结晶度高、形貌规整的MOFs。
微波辅助法：微波辅助法是利用微波产生的快速加热和均匀加热效应，促进MOFs的快速合成。
这种方法具有反应时间短、能耗低、产物纯度高等优点，是近年来备受关注的一种MOFs制备方法。
机械化学法：机械化学法是通过机械力（如研磨、球磨等）促进金属盐和有机配体之间的反应，制备MOFs。
材料科学中的新型多孔材料
材料科学中的新型多孔材料新型多孔材料是材料科学领域的研究热点，它们具有复杂的孔隙结构、高比表面积和能量转换效率，因此，它们在能量、环境、催化和生物科学等领域中具有广阔的应用前景。
本文将介绍新型多孔材料的种类、制备方法及其应用。
一、种类1. 多孔有机材料：这类材料通常是由碳、氮、硫等原子组成的分子或聚合物，具有高度可控的化学结构和孔隙结构。
例如，具有介孔结构和有机基团功能的介孔有机材料，被广泛应用于吸附、催化、气体分离和储能等领域。
2. 金属有机框架材料：这类材料由金属离子和有机配体构成的框架结构，具有高比表面积和大孔径，且能够通过有机配体的变化而形成不同孔径大小和形状的多孔结构。
金属有机框架材料在气体吸附、储氢、荧光探针和催化反应等领域中有广泛的应用。
3. 无机多孔材料：这类材料通常是由氧化物或硅酸盐的纳米颗粒组成的多孔球体或类似多面体，具有大孔径、高表面积和良好的力学性能。
无机多孔材料在催化、吸附、生物成像和储能等领域中具有广泛的应用。
二、制备方法1. 模板法：这是最常使用的制备多孔材料的方法之一。
其基本思路是利用一个无机或有机模板，在化学或物理条件下形成孔道、孔壁和孔径一致的多孔结构，在去除模板后获得多孔材料。
模板法因其简单易行、控制性好的特点，已成为制备多孔材料的重要手段。
2. 溶剂挥发法：这是利用溶剂挥发引起相分离或晶体生长从而形成孔道、孔壁和孔径一致的多孔结构的方法。
该方法可以不使用模板，从而获得更大的设计和控制自由度，也可以将多种材料组合在一起形成复合多孔材料。
3. 自组装法：这是利用分子间相互作用力从而形成自组装孔道的方法。
该方法可以通过简单的化学操作获得高度可控的孔径、孔隙结构和孔壁厚度。
其中，硅烷自组装法在制备无机多孔材料方面具有独特的优势。
三、应用1. 催化：多孔材料因其高比表面积和可控结构而成为催化领域的研究热点。
高度可控的微孔、介孔和大孔径结构可以调节物质的吸附和扩散性能，从而优化反应中的催化性能。
纳米多孔材料的合成和应用
纳米多孔材料的合成和应用随着科学技术的不断发展，纳米多孔材料逐渐成为新兴的材料领域之一。
它具有独特的结构和性能，广泛应用于能源、环保、生物、医药等领域。
本文主要介绍纳米多孔材料的合成方法和应用。
一、纳米多孔材料的合成方法1. 模板法模板法是一种常见的纳米多孔材料合成方法。
它利用硬模板和软模板制备纳米多孔材料。
硬模板包括金属和陶瓷等材料，软模板包括可溶性高分子和表面活性剂等。
通过在模板上生长晶体或进行聚合反应，可以得到纳米多孔材料。
此种方法可以控制孔径和孔壁厚度，缺点是制备工艺复杂、成本高。
2. 溶剂挥发法溶剂挥发法是一种简单的制备纳米多孔材料的方法。
利用挥发性溶剂和非挥发性溶剂的差异，控制溶剂挥发速率，从而形成孔洞。
该方法适用范围广、成本低，但无法控制孔径和孔壁厚度。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种利用高温高压气体反应的方法，制备纳米多孔材料。
将金属或合金的硅、铝等元素蒸发，然后通过反应生成纳米多孔材料。
该方法具有制备速度快、成本较低的特点，但仍需进一步完善。
4. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种利用溶胶凝胶过程中的水解反应制备纳米多孔材料的方法。
将溶胶乳胶分散在水中，并添加成分为正硅酸乙酯的溶液，通过水解反应形成凝胶。
然后通过退火或煅烧等处理，制备成纳米多孔材料。
缺点是工艺复杂、需要多步操作。
二、纳米多孔材料的应用1. 催化剂纳米多孔材料由于具有高孔隙度、大内表面积和尺寸可调等优势，被广泛应用于催化剂领域。
通过调节孔径和孔形状，可以提高催化剂活性和选择性。
如利用介孔分子筛催化剂、金属有机骨架材料等，可以实现高效催化合成。
2. 气体吸附材料纳米多孔材料具有高度可调性和尺寸性能等特点，可用于气体吸附材料制备。
如利用纳米多孔材料制备气体传感器、锂电池负极材料等，可以实现高效吸附和储能。
3. 生物医药材料纳米多孔材料具有高比表面积和良好的生物相容性，成为生物医药材料的重要组成部分。
通过调控孔径和表面修饰，可以实现特定功能，如制备纳米多孔材料载体、药物控释材料等。
多孔材料的制备与介孔结构调控
多孔材料的制备与介孔结构调控多孔材料是一类具有孔隙结构的材料，其在吸附、分离、负载等方面具有广泛的应用潜力。
多孔材料的制备与介孔结构调控是研究者们长期以来努力追求的目标。
本文将从介孔材料的定义、制备方法以及介孔结构调控的方法等方面进行论述。
首先，介孔材料是指孔径在2-50纳米之间的材料，通常具有大比表面积和高孔隙度。
它们可以通过不同的制备方法来获得。
最常见的制备方法是模板法，包括硬模板法和软模板法。
硬模板法是指利用具有有序孔隙结构的模板材料，如正交方向排列的珠光体微球，制备介孔材料。
而软模板法则是采用非结晶或低结晶的自组装体作为模板，例如胶体微球、有机-无机混杂体等。
此外，溶胶-凝胶法、水热合成法等也是常见的制备方法。
这些方法各有特点，可以根据需要选择合适的方法进行制备。
然而，仅仅制备多孔材料还不足以满足实际应用的需求，我们还需要对其介孔结构进行调控。
通过调控介孔结构，可以使材料的性能得到进一步提升。
调控介孔结构的方法主要包括模板法、离子液体法和掺杂法等。
模板法是将模板材料与大分子前驱体进行混合，经过热处理或溶解模板材料后，得到具有特定介孔结构的材料。
离子液体法则是通过将离子液体与介孔材料进行处理，使其孔结构发生变化。
这种方法具有操作简单、调控范围大等优点。
掺杂法是将具有特殊功能的物质引入到介孔材料中，以实现对其结构和性能的调控。
例如，可以掺杂具有催化性能的金属或金属氧化物纳米颗粒，使材料具有催化活性。
除了以上提到的方法外，还有一种新兴的调控方法是自组装法。
自组装法是利用分子自身的相互作用在一定条件下形成有序结构的过程。
通过调节实验条件，例如溶液浓度、温度等，可以得到不同的自组装结构。
这种方法不仅可以调控介孔材料的结构，还可以调控其物理和化学性质，具有很大的发展潜力。
无论是哪种方法，介孔结构的调控都需要综合考虑材料的物理和化学性质。
在调控过程中，研究者们需要充分了解材料的表面形貌、孔隙结构、孔径分布等性质，以及调控方法对材料性能的影响。
多级孔制备方法
多级孔制备方法"多级孔制备方法"通常指在材料中形成多级孔结构的方法。
这些孔结构可以用于吸附、分离、催化等应用。
以下是一些常见的多级孔制备方法：1.溶剂挥发法（Solvent Evaporation Method）：●这是一种常见的制备多孔材料的方法。
它涉及将溶解在溶剂中的聚合物或材料溶液滴加到非溶剂中，形成胶体颗粒，最后通过溶剂的挥发形成孔洞结构。
2.硬模板法（Hard Templating Method）：●使用硬模板制备多孔材料是一种有效的方法。
这涉及到使用具有所需孔洞结构的硬模板，然后通过浸渍、沉积或聚合来形成材料。
最后，通过去除硬模板，留下多孔结构。
3.软模板法（Soft Templating Method）：●与硬模板法不同，软模板法使用软模板，通常是表面活性剂、乳化剂或高分子结构。
通过自组装或模板引导的方法，在软模板的作用下形成多孔结构。
4.溶胶凝胶法（Sol-Gel Method）：●溶胶凝胶法是一种制备无机多孔材料的常见方法。
这种方法涉及将溶胶（可溶的液体或固体）通过凝胶化形成网络结构，最后通过热处理形成多孔材料。
5.气凝胶制备法（Aerogel Synthesis）：●气凝胶是一种极轻且多孔的材料，通常通过溶胶凝胶法制备，然后通过超临界干燥（Supercritical Drying）来制备气凝胶。
6.自组装法（Self-Assembly Method）：●利用分子自身相互作用力的方法，通过分子间的自组装形成孔洞结构。
这可以通过表面活性剂、胶体颗粒等实现。
7.模板剥离法（Template Dissolution Method）：●在制备材料时，使用可溶的模板，最后通过将模板溶解来形成多孔结构。
这个方法适用于有机-无机混合材料。
8.电化学腐蚀法（Electrochemical Etching）：●在电化学腐蚀法中，通过在材料表面施加电势，通过腐蚀或沉积的方式形成孔洞结构。
MOFs研究综述
MOFs研究综述编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（MOFs研究综述）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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金属—有机骨架材料的研究综述摘要：与传统无机多孔材料相比，金属-有机骨架材料具有更大的比表面积、更高的孔隙率、结构及功能更加多样,已经被广泛应用于气体吸附、分子分离、催化反应、药物缓释等领域中。
本文主要对金属-有机骨架材料的研究历史、分类,、合成和应用等方面进行了介绍。
关键词：金属有机骨架材料;合成;多孔材料；催化剂The Review of Materials of Metal-organic FrameworksAbstract：Compared with traditional porous materials，materials of metal—organic frameworks have bigger specific surface areas，higher porosity，lots of framework structures and functions。
It has been applied to the gas adsorption，molecular separation catalysis，drug delievery or other domains。
In this paper, we mainly introduce the research history，,the classification, the synthesis and the applacations of materials of metal-organic frameworks。
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第一节多孔材料的概述 1.1.1多孔材料的分类 多孔材料的重要特征是孔的种类和属性，具体包括孔道与窗口的大小尺寸和形状、孔道维数、孔道走向、孔壁组成等性质，可以按照不同标准来划分多孔材料的类型。如按孔道结构可以划分为一维（1-dimensional）孔道结构、二维（2-dimensional）孔道结构、三维（3-dimensional）孔道结构等；按孔道走向可以划分为直形（straight）孔道，弯形（curved）孔道等；按孔壁组成可分为非金属无机材料，金属无机材料，有机-无机杂化材料等。国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）以孔径尺寸为标准将多孔材料定义为三类（图1.1）：微孔材料（Microporous Materials，孔径小于2 nm）、介孔材料（Mesoporous Materials，孔径在2-50 nm之间），大孔材料（Macroporous Materials，孔径大于50 nm）。此外，多级孔材料（微孔-介孔、微孔-大孔、介孔-大孔）成为多孔材料研究的又一热点领域，是新一代材料的代表。
1.1.2微孔材料 为了便于介绍，我们按照结构和组成的特点分类介绍，分别为沸石分子筛，类分子筛空旷骨架材料，金属-有机骨架化合物（MOF）。 a) 沸石分子筛 天然沸石最早在1756年由瑞典矿物学家Cronstedt发现，它是一类天然硅铝酸盐矿物，并且在灼烧时会产生气泡膨胀的类似沸腾的现象，因此将其定义为沸石。在长期实践活动中，人们逐渐对天然沸石的性质有了一定的了解，如可逆性脱水和吸水、离子交换、气体吸附等，由此人们认识到这种材料的重要性。直到二十世纪四十年代，以Barrer R.M.为首的沸石化学家成功模仿天然沸石的生成环境（火山沉积物与碱性湖水共存生成沸石），在水热条件下加热碱和硅酸盐的水溶液，合成出来首批低硅铝比的沸石分子筛。此后，大批科研工作者采用高温水热合成技术对新型沸石分子筛进行了大规模，系统地挖掘。随着工业化的日渐成熟和不断发展，沸石分子筛的应用领域越来越广，尤其在石油加工和石化工业中地位显著。虽然许多种天然沸石被勘探出来，但是为了满足工业上大规模的需求，人工沸石分子筛的合成显得尤其重要。 沸石分子筛是无机微孔晶体材料中最重要的家族，截止到目前，国际分子筛协会（IZA）结构委员会网站上最新版本的“Atlas of Zeolite Framework Types”（分子筛骨架类型图集）中收集的分子筛骨架结构类型一共有194种。传统意义的沸石分子筛是以硅氧四面体（TO4）为基本结构单元，通过四面体顶点氧原子作为氧桥，将基本结构单元相连接构成有规则的笼或孔道，如图1.2所示。它们还可以通过共顶点首尾相连组成多元环，如四、六、八元环或者双四、双六、双八元环，这是分子筛的次级结构单元（SBU）。骨架T原子还可以替换为Al、P原子，少数情况下可以是其它原子，如B、Ga、Be等。许多沸石分子筛具有催化活性，是硅铝酸盐，化学通式为Ax/n(SiO2)(SiO2)x·mH2O(A:骨架外阳离子，价态为n)。 分子筛骨架中存在一些特征的笼型结构单元：如方钠石笼（如图1.3），经双四元环连接构成LTA型骨架（A型分子筛），经双六元环连接构成FAU型骨架（Y或X型分子筛）；钙霞石笼与双六元环交替连接构成笼柱，形成LTL型骨架（L型分子筛）。这些笼在分子筛的应用中起到了非常重要的作用，在本章的第二节将具体介绍。另外，分子筛骨架中还存在着特征的链和层状结构单元以及周期性结构单元。链状结构单元有双锯齿形链、双之字形链、双机轴链、短柱石链、Pentasil链等。MFI型分子筛骨架就是由Pentasil链构成，它是由边共享的笼组成，是高硅分子筛家族的特征链，镜像对称关系的两个Pentasil链交替连接，形成带有10元环网层，网层间进一步连接成三维骨架结构，骨架中含有两种相互交叉的孔道体系（如图1.4）。 1961年Barrer R.M.和Denny P.J.将有机季铵碱引入沸石合成体系中合成一批富硅沸石，提出了模板剂的概念。将有机季铵碱作为模板剂引入到沸石分子筛合成中在沸石分子筛发展史上具有重要意义，大量的有机分子被利用，并且合成出很多新的拓扑结构的沸石。沸石分子筛的孔径大小随模板剂或其它填充物的不同而不同，表1.1中列出了不同孔径与对应的代表沸石分子筛。
b)类分子筛空旷骨架材料 1982年磷酸铝分子筛被发现，类分子筛空旷骨架化合物出现，极大丰富了微孔晶体材料的组成化学和结构化学。空旷骨架微孔材料化合物的结构类型迅速增加起来，骨架元素种类丰富，已经涉及到元素周期表上大部分主族元素和过渡金属元素。不同于经典分子筛结构，它们的骨架有TOn（n=3、4、5、6）多面体构成。它们具有新颖的3D骨架结构、2D层状结构、1D链状结构、0D团簇结构。他们的孔道或笼中通常由模板剂分子（有机胺）或水分子等其它客体物种所占据。但与分子筛相比，多数的空旷骨架的类分子筛化合物热稳定性较低。从发展的角度看，它们为完善应用方面的需求提供了巨大的储备资源。1992年吉林大学徐如人与霍启升成功合成具有最大的20元环孔道的JDF-20，成为超大微孔磷酸铝合成发展史上的里程碑。JDF-20的20元环椭圆形孔道孔径达14.5×6.2A，它的10元环与8元环孔道交叉构成迄今位置具有最大孔径的微孔磷酸铝，孔道中有四个三乙胺分子与孔壁上的P-OH以H-键相连。 到目前为止，已有几百种类分子筛空旷骨架类型被报道，骨架元素组成丰富，主要有磷酸铝系列、磷酸盐系列、亚磷酸盐系列、硼酸盐系列、氧化锗或硅锗系列等。近几年，类分子筛空旷骨架材料的合成发展很快，从最初的水热合成法，发展到溶剂热合成法、离子液热法、微波法等等。但是，由于这类化合物的孔道通常被模板剂分子所占据，模板剂除去又极易引起骨架结构破坏，不能成为自由孔道，所以从严格意义上讲它们不属于微孔化合物，想要达到实际应用还有一段距离。
c)金属-有机骨架化合物（Metal-Organic Frameworks，MOF） 近几年来，微孔材料的范畴被扩展到配位聚合物，称为是金属-有机骨架化合物，它们通常指有机配体与金属离子经自组装形成具有周期性网络结构的金属-有机骨架晶体材料。金属-有机骨架化合物作为一种新型功能性晶体材料不仅具有丰富的空间拓扑结构，而且在气体存储和分离、光、电、磁、手性拆分以及催化方面都拥有巨大的应用前景。这类材料结构通常非常空旷，这使它们在气体存储方面获得巨大优势，但一般情况下结构的空穴被大量有机溶剂分子所占据支撑，相对于分子筛材料非常不稳定。最经典的金属-有机骨架化合物应当是1999年O.M.Yaghi研究小组以对苯二甲酸（1,4-BDC）为配体，合成出含有Zn4(O)O12C6
簇的金属有机化合物MOF-5，其孔径达18.5A（如图1.5）。MOF-5具有类分子筛
CaB6拓扑结构，在空气中加热至300°C下可稳定存在，客体分子除去后，晶体不仅能够完整保持并且可以吸附氮气、氩气等多种有机溶剂分子。MOF-5的Langmuir比表面积高达2900 cm2/g。2002年，Yaghi研究小组成功构筑了孔径跨度从3.8A到28.8A的IRMOF（IsoreticularMetal-OrganicFramework）系列类分子筛材料，其中一部分孔径超过20?，达到了介孔尺寸。另外，G.Férey和吉林大学裘式纶、霍启升小组也在配位聚合物设计合成方面做了大量优秀的工作。
1.1.3介孔材料 1992年，美国Mobil公司报道了首例有序介孔二氧化硅M41s系列材料的合成，开启了介孔材料研究的大门，被认为是分子筛发展史上又一新的里程碑。随后，通过调节表面活性剂的浓度，他们又得到了不同结构的有序介孔二氧化硅材料，除了二维p6mm六方结构的MCM-41，还有Ia3d立方结构的MCM-48和层状介孔材料MCM-50，构成MCM系列介孔分子筛，它们的结构如图1.6所示。介孔分子筛的诱人之处在于它具有许多优良特性：高比表面、高孔容；基于纳米尺度上高度有序的孔道、孔径单一分布，并且孔径尺寸可以在很宽范围内调节；具有不同的孔道形状、结构、孔壁组成；在催化、吸附、生物等方面有广泛应用前景。
介孔材料的机理研究： MCM系列介孔分子筛的合成过程是将离子表面活性剂的超分子聚集态作为结构导向剂与无机物种相结合，这与传统的微孔分子筛的合成原理有类似之处，即有机物种作为模板支撑孔道的原理。具体来说就是利用表面活性剂形成胶束作为模板，通过溶胶-凝胶的过程，在有机物种与有机物之间的界面引导下通过某种结合力作用，自组装成规则有序的介孔材料。然而，微孔分子筛的孔壁是高度结晶的，而介孔分子筛的孔壁是无定形的二氧化硅，所以与微孔分子筛相比水热稳定性较差。为了更好的解释介孔材料的形成过程，许多机理被提出，Mobile公司最早提出了“液晶模板机理（liquid crystal template,LCT）”，即将表面活性剂生成的液晶作为介孔结构的模板剂，图1.7为该机理的路线图，路线a为表面活性剂的液晶相在加入无机反应物之前产生，路线b是在加入无机反应物之后形成。路线a的说法很快被否定，研究者们就路线b提出许多具体描述，具有代表性的有Davis提出的“棒状胶束组装”机理，Firouzi和Stucky等人提出的“硅酸液晶”机理，和Stucky及霍启升提出的“协同自组装”机理。 目前看来，由霍启升等人提出的“协同自组装”机理被广泛接受,因为它能够解释不同合成体系的实验现象和结果，并且在一定程度上能够指导实验。该机理认为介孔材料的合成中，无机和有机分子级物种之间通过协同作用最终形成有序的排列结构，它们的相互作用是关键（如图1.8）。协同模板主要有以下三种类型：(1)靠静电相互作用的电荷匹配模板(cooperative charge matched templateing);(2)靠共价键相互作用的配位体辅助模板(ligand-assisted templateing)；(3)靠氢键相互作用的中性模板（neutral template）。在不断完善以后，该机理具有一定的普遍性，它可以指导和发现新的合成介孔材料的途径，因此介孔材料的合成由介孔硅酸盐或硅铝酸盐延伸到其它非硅组成的介孔化合物上，如介孔磷酸盐、介孔金属氧化物等。 科研工作者可以通过改变模板剂种类和浓度、控制实验条件及合成工艺、采用有机添加剂等办法合成出不同孔道大小和孔道结构的硅酸盐及硅铝酸盐介孔材料，继MCM系列之后，具有代表性的介孔分子筛是赵东元等人在强酸条件下，利用嵌段共聚物（P123、P108、P127）为模板剂制备的SBA-n系列介孔材料，其中SBA-15介孔材料的孔径可以在非常大的范围内调变，与MCM系列相比、孔壁厚、稳定性高，有微孔连接介孔孔道形成三维连通结构（如图1.9），其合成方法对其它材料的合成是很好的借鉴，并且该材料在许多应用方面普遍被研究，如负载催化剂或功能材料、作为硬模板合成“非硅”多孔材料、孔壁的有机-无机杂化。另外，Pinnavaia等人采用长链伯胺和聚环氧乙烷一类的非离子表面活性剂分别制备出HMS和MSU系列介孔材料；赵东元等人在加入有机添加剂间三甲苯和氯化钾条件下以嵌端共聚物为模板剂合成了具有大孔径、面心立方的FDU-n系列材料；车顺爱等人利用手性阴离子表面活性和氨基有机硅烷化试剂作为共结构导向剂，在碱性条件下首次合成具有手性形貌特征和螺旋孔道结构的介孔二氧化硅(如图1.10)，这种方法对合成手性结构的多孔材料具有很大的启发性，是 介孔材料合成发展史上的一大进步。