• 沸石用作离子交换剂：替代磷酸盐作为洗涤剂添加剂，沸 石中的钠离子交换水中的钙和镁离子以软化水。
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多孔材料的应用
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Part B 沸石分子筛的结构和组成
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一、沸石分子筛的定义
矿物学早期的定义：Zeolite（沸石分子筛）
通式：Am+y/m[(SiO2)x·(AlO-2)y]·zH2O
次孔）。
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四、多孔无机材料的应用简述
• 沸石用作吸附材料：干燥、纯化和分离气体或液体。
• 低硅沸石有极强的吸附水能力，是非常好的干燥剂。
• 沸石用作择形催化剂：反应物或产物分子形状和大小。
• 沸石直接用作酸性催化剂或氧化催化剂：FCC。
• 沸石用作活性金属和反应基团的载体：加氢裂化。
很宽
多
没有或者
含有许多小的有序区域，孔径
孔 次晶体多孔材料
分布也较宽。
材
很少几个宽衍射峰
料
孔径大小均一且分布很窄，可
通过选择不同的模板剂结构控 晶体多孔材料 完整的特征衍射峰 制孔道形状和孔径尺寸。
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多孔材料的分类
Silicates
SiO2 SiO2-Al2O3 M-Si-Al (M=Ti, Fe, Co, Ni, V,…)
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Typical pore diameter distributions of porous solids
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二、常见的孔结构材料
常见的无定形孔结构材料： 硅胶、氧化铝胶、交联粘土、层柱状结构材料、活
性炭分子筛等。 常见的晶体孔材料：
沸石、分子筛、类沸石材料、氧化硅等介孔材料、 氧化硅等大孔材料。
孔直径
多 孔 材 料
微孔(micropore)材料：<2nm （超微孔：<0.7nm）
介孔(mesopore)材料：2～50nm 大孔(macropore)材料：>50nm
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据结构特征（XRD分析），多孔材料分成三类：
X-ray射线衍射峰
结构特点
无定形多孔材料 没有衍射峰
长程无序、局部有序，孔道不 规则，孔径大小不均匀且分布
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Fig. Pore size distribution of six materials by BJH method
DICP
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规则微孔: 0.3～1.5 nm 沸石分子筛: 50～60’s 开始合成: 最重要炼油催化剂
规则介孔: 2～50 nm 硅基和非硅基介孔材料；MCM-41: 1992 首先报道(Nature)
Meso.Mater.; J. Mater. Chem.; Chem. Mater.
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Part A 无机多孔材料概述
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Contents
1、无机多孔材料的分类 2、常见的无机多孔材料 3、无机多孔材料制备方法简述 4、多孔无机材料的应用简述
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一、多孔无机材料的分类
按照国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）的定义，多孔材料 按孔直径分为三类：
随着大量分子筛类材料的发现，Zeolite的定义也 在变化
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IUPAC对孔的定义
micropores:
dp 2.0 nm
mesopores:
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主要参考书籍
分子筛与多孔材料化学；徐如人、庞文琴； 2004
沸石分子筛的结构与合成；徐如人、庞文琴、 屠昆岗；1987
沸石催化与分离技术；高滋；1999 沸石分子筛催化；陈连璋；1990 多孔材料检测方法；刘培生、马晓明；2006 相 关 的 科 技 期 刊 ， 例 如 : Zeolites; Micro.
无机多孔材料合成及 其催化应用
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教学内容和目的
掌握无机多孔材料（特别是沸石分子筛和介孔材 料）的结构特征、性能特点、表征方法、一般合 成规律
了解无机多孔材料在化学、化工和环保等领域内 的应用，特别关注其在催化领域内的应用
了解无机多孔材料领域内的最新研究进展和发展 趋势。
MxSy, SiO2-GeO2
Non-zeolite Carbon molecular sieve
Zeolite-like MCM-41, SBA-15, MxOy
Mesoporous
Non-zeolite
Organic-ingornac framework
DICP Macroporous Materials Non-Ordered Porous Materials (Amorphous)
大孔: 50～500 nm 颗粒间隙。
在上述晶体孔材料中，规则微孔和规则介孔材料具有稳定性好 和应用更为广泛等诸多优点，因此在本课程中将进行详细介绍
Å 规则介孔孔径: 7-8 nm
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三、无机多孔材料制备方法简述
1. 沉淀法，固体颗粒从溶液中沉淀出来生成有孔材料； 2. 水热晶化法，如沸石的制备； 3. 热分解方法，通过加热除去可挥发组分生成多孔材料 4. 有选择性的溶解掉部分组分； 5. 在制造形体（薄膜、片、球块等）过程中生成多孔（二
Zeolites are crystalline aluminosilicates with a framework forming regular channels with a diameter of up to ca. 1 nm. These channels contain cations (frequently Na+ ions), which compensate the negative framework charge and are very mobile, and water which desorbs upon heating without destruction of the crystalline structure.
Ordered
Porous Porous Materials Materials
Zeolitelike Porous Materials
Microporous (Molecular sieve)
Zeolite
AlPO4 MeAPO Phosphates SAPO MeAPSO others
Others