Các nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng vật liệu mao quản trung bình thu hút đƣợc sự quan tâm lớn của các nhà khoa học kể từ khi vật liệu mao quản trung bình xuất hiện. Bên cạnh vật liệu M41S còn một họ vật liệu mao quản trung bình nữa là SBA đƣợc tổng hợp lần đầu tiên ở Santa Barbara bởi Stucky và cộng sự. Họ vật liệu này gồm các thành viên SBA-1, SBA-2,…,SBA-15 có kích thƣớc và cấu trúc khác nhau, SBA có mao quản khá lớn (có thể đạt đến 500Å), thành mao quản dày, bền nhiệt, bền thủy nhiệt hơn các vật liệu mao quản trung bình khác.
Tuy nhiên, SBA-15 lại đƣợc quan tâm hơn cả trong việc sử dụng làm chất tạo khuôn để điều chế các oxit kim loại có kích thƣớc mao quản trung bình. Điều này có đƣợc do SBA-15 có cấu trúc sắp xếp các mao quản kiểu lục phƣơng với mức độ trật tự cao, mặt khác nó còn có hệ thống vi mao quản nối liền giữa các mao quản trung bình. Hệ thống các mao quản này tạo cho các oxit kim loại tổng hợp đƣợc sẽ giữ đƣợc cấu
22
trúc rất ổn định. Ngoài ra, vật liệu này có kích thƣớc lỗ xốp nằm trong khoảng 6 đến 15 nm và độ dày mao quản từ 3 đến 7 nm (cao hơn so với vật liệu mao quản trung bình khác) do đó bền nhiệt và bền thủy nhiệt hơn hẳn so với các vật liệu nói trên.
Hình 1.3. Cấu trúc của SBA-15
Do có các ƣu điểm hơn hẳn các vật liệu mao quản trung bình khác nên SBA-15 có nhiều ứng dụng. Tất cả các vật liệu mao quản trung bình chỉ chứa silic có tính axit yếu, tính axit này do các nhóm silanol trên bề mặt vật liệu gây nên. Do đó để tăng tính axit của vật liệu này ngƣời ta thay thế nguyên tử silic trong mạng của SBA-15 bởi một nguyên tử hóa trị ba hoặc đƣa các nguyên tử kim loại hóa trị ba vào mạng dƣới dạng oxit hoặc muối có thể tạo tâm axit mạnh hơn. Dựa trên nguyên tắc này đã có rất nhiều vật liệu đƣợc tổng hợp trên cơ sở SBA-15 ví dụ nhƣ: Fe-SBA-15, Co-SBA-15, Al- SBA-15..., tất cả chúng có những ứng dụng thiết thực trong nhiều quá trình tổng hợp hữu cơ. Mặt khác, SBA-15 đƣợc sử dụng làm khung tạo cấu trúc để tổng hợp dây nano và các sản phẩm có trật tự khác. Các sản phẩm tạo thành đƣợc ứng dụng làm chất hấp phụ, chất mang xúc tác, tụ điện, nguyên liệu cho công nghiệp pin nhiên liệu và làm chất tạo cấu trúc cho quá trình tổng hợp vật liệu vô cơ trật tự.