Lục lăng (a) Lập phương (b) Lớp mỏng (c)
Hình 1.1. Mô phỏng cấu trúc các vật liệu xốp MCM-41 (a) MCM-48, SBA-15 (b)
và MCM-50 (c)
Các thành viên chính của họ vật liệu M41S là MCM-48 với cấu trúc ba chiều, đơn vị cấu trúc dạng lập phƣơng sắp xếp đều đặn; MCM-41 cấu trúc một chiều, sắp xếp kiểu lục lăng sắp đều đặn; MCM-50 có cấu trúc lớp mỏng không bền. Những vật liệu này có một điểm khác biệt cơ bản với zeolit, đó là thành lỗ xốp lại có cấu trúc vô định hình.
1.2.3.Vật liệu mao quản trung bình phi Silica
Cấu trúc vô định hình làm hạn chế khả năng phản ứng trong nhiều lĩnh vực bởi sự kém bền nhiệt, tính cơ học và độ ổn định không cao. Gần đây, ngƣời ta quan tâm đến tổng hợp vật liệu mao quản trung bình phi silicat: vật liệu xốp kích thƣớc nano nhƣ cacbon, kim loại, kim loại chuyển tiếp, lƣu huỳnh và các polyme, trong đó sử dụng vật liệu mao quản trung bình silicat nhƣ một khung cứng. Với vật liệu mao quản trung bình phi silica ngƣời ta không sử dụng chất hoạt động bề mặt, nhƣng thay vào hệ thống lỗ xốp của các vật liệu mao quản trung bình silicat là sử dụng một khuôn cứng. Các lỗ xốp đƣợc tẩm một tiền chất cacbon nhƣ đƣờng hoặc furfuryl. Sản phẩm đƣợc nung ở
21
nhiệt độ cao trong khí trơ trở thành khung cacbon. Sau đó lấy sản phẩm thu đƣợc rửa với HF hoặc NaOH tạo thành khung cacbon mao quản trung bình có cấu trúc tƣơng
ứng với cấu trúc ban đầu. Tiếp theo tẩm SiO2 vào khuôn rồi nung sẽ thu đƣợc khuôn
silicat nhƣ một bản sao của vật liệu ban đầu.
Hình 1.2. Sơ đồ mô tả cơ chế hình thành khuôn vật liệu mao quản trung bình phi
silicat