有序介孔材料是一種新型納米結構材料，自上世紀90年代起迅速崛起，成為物理、化學和材料學等領域的重要研究對象。這種材料通過溶膠-凝膠工藝，利用表面活性劑形成的超分子結構作為模板，形成了孔徑在2~30nm之間的規則孔道結構。Mobil公司于1992年首次成功合成M41S系列的有序介孔氧化硅鋁材料，引發了廣泛的關注。
特征
有序介孔材料以其規則的孔道結構、較大的比表面積和孔道體積等特點著稱。盡管其熱穩定性和水熱穩定性較弱，但其骨架原子的限制較小，使得其潛在的應用領域極為廣闊。
應用前景
有序介孔材料因其獨特的孔道結構和可控的孔徑范圍，在分離提純、生物材料、催化、新型組裝材料等多個領域展現出巨大潛力。尤其是在催化領域，其表現出優于傳統分子篩的催化活性，尤其適合處理大體積分子參與的反應。此外，有序介孔材料還在有機高分子化合物合成、環境保護、能源儲存等領域發揮著重要作用。
化學化工領域
在化學化工領域，有序介孔材料因其較大的比表面積和規整的孔道結構，成為了理想的擇形催化劑。在催化重油、渣油等催化裂化過程中，有序介孔材料顯示出了卓越的催化活性。此外，有序介孔材料還可以作為酸堿催化劑，提高固體酸催化劑的結炭情況，促進產物的擴散速度，從而提升轉化率和選擇性。通過在有序介孔材料骨架中摻雜具有氧化還原能力的元素或負載催化劑，可以制造出具有更高催化活性和擇形性的接枝材料。
生物醫藥領域
在生物醫藥領域，有序介孔材料的孔徑范圍和無毒性使其非常適合固定和分離酶、蛋白質等生物大分子。有序介孔材料的出現推動了生物芯片技術的發展，使得在不同基片上形成連續的結合牢固的膜材料成為可能。此外，有序介孔材料還可以用于藥物的直接包埋和控釋，通過對其官能團的修飾，可以實現藥物的長效釋放。
環境能源領域
在環境能源領域，有序介孔材料作為一種光催化劑，可用于處理環境污染物。例如，介孔TiO2具有更高的光催化活性，能夠有效地降解有機廢物。有序介孔材料還可以用于去除水中的有害物質，如三氯甲烷，其去除率高達97%。此外，有序介孔材料在分離和吸附領域也有獨特應用，對于氬、氮氣、揮發性烴和低濃度重金屬離子等具有較高的吸附能力。
科研單位
國內有多家科研機構和單位致力于有序介孔材料的研究開發，其中包括北京化工大學、復旦大學、吉林大學和中國科學院等。隨著研究工作的不斷深入，有序介孔材料有望在未來得到更加廣泛的應用。
參考資料 >
有序介孔碳材料的軟模板合成、結構改性與功能化.物理化學學報期刊.2024-11-04
趙東元院士Nano Letters綜述:功能有序介孔材料的現狀與未來.納米人.2024-11-04
從 “沸騰的石頭”到有序介孔材料.世界科學.2024-11-04