Гидротермальная стабильность и рентгенографические исследования мезоструктурированных силикатов типа МСМ-41

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Содержание

ГЛАВА 1. Литературный обзор. 8 ® 1.1. Краткие исторические сведения об открытии мезоструктурированных силикатов
- 1. 2. Пористые материалы и области их применения
- 1. 3. Методы исследования МММ. 11 1.3 .1. Рентгеновская дифракция
  - 1. 3. 2. Электронная микроскопия
  - 1. 3. 3. ЯМР — спектроскопия
  - 1. 3. 4. Адсорбционные измерения
- 1. 4. Синтез МММ
  - 1. 4. 1. Состояние поверхностно-активных веществ в растворе
  - 1. 4. 2. Состояние силиката в растворе
  - 1. 4. 3. Жидкокристальное темплантирование и супрамолекулярная самоорганизация
  - 1. 4. 4. Состав реакционной среды при синтезе МММ
- 1. 5. Гидротермальная стабильность мезопористых силикатов. 33 Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть
- 2. 1. Реактивы
- 2. 2. Синтез МСМ-41. 47 ® 2.2.1. Первичное осаждение МСМ-41 из спиртово-аммиачной реакционной среды
  - 2. 2. 2. Первичное осаждение МСМ-41 из водно-щелочной реакционной среды
  - 2. 2. 3. Методика проведения гидротермальной обработки (ГТО)
  - 2. 2. 4. Проведение ГТО с использованием микроволнового излучения
  - 2. 2. 5. Прокаливание. 51 # 2.3. Оценка ГТ и механической стабильности
  - 2. 3. 1. Методики проведения теста на гидротермальную стабильность
  - 2. 3. 2. Методика проведения теста на механическую стабильность
- 2. 4. Первичное осаждение МСМ-50 из спиртово-аммиачной реакционной среды
- 2. 5. Методы исследования полученных материалов
  - 2. 5. 1. РФА
  - 2. 5. 2. Адсорбционные измерения
ГЛАВА 3. Обсуждение результатов
- 3. 1. Анализ роли компонентов синтеза силикатных мезоструктурированных материалов МСМ-41. 59 3.1.1. Результаты экспериментов по замене компонентов среды и их интерпретация
- 3. 2. Поиск оптимального мольного соотношения реагентов синтеза МСМ-41 со спиртово-аммиачной средой
  - 3. 2. 1. Оптимизация состава реакционной среды по количеству ПАВ
  - 3. 2. 2. Оптимизация состава реакционной среды по количеству спирта
  - 3. 2. 3. Оптимизация состава реакционной среды по количеству аммиака
  - 3. 2. 4. Оптимизация состава реакционной среды по количеству воды
- 3. 3. Подбор условий стадии первичного осаждения МСМ
- 3. 4. Оптимизация условий гидротермальной обработки (ГТО)
- 3. 5. Изучение механической устойчивости МСМ
- 3. 6. Особенности использования нагрева СВЧ полем при синтезе мезоструктурированных силикатов
- 3. 7. Влияние температуры отжига МСМ-41 на его стабильность
- 3. 8. Исследование тонкой структуры МСМ-41 на различных стадиях формирования
- 3. 9. Молекулярные модели структуры и процессов образования МСМ
Заключение
Выводы. ф
Литература

Гидротермальная стабильность и рентгенографические исследования мезоструктурированных силикатов типа МСМ-41 (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

Предметом настоящей работы являются! мезопори^ стые мезоструктурированные материалы (МММ). Открытые в 1992 году они сразу привлекли внимание многих исследователей во всем мире. МММ прямым образом подпадают в сферу интересов активно развивающейся нанонауки. Являясь на молекулярном уровне аморфными, МММ обладают строгой, кристаллографической упорядоченностью и периодичностью в нанометровом диапазоне размеровПараметр периодичности в зависимости от типа материала лежит в интервале от 3 до 25 нм. Развиваемая удельная внутренняя поверхность досо о тигает 1000 м /г и выше, а свободный объем до 0.9 см /г. К настоящему времени обозначились многочисленные направления использования МММ, такие как носители для катализаторов, мембраны, молекулярные биохимические сепараторы, нанореакторы, темплаты для синтеза вторичных наноструктурированных материалов, композитные электронные материалы с повышенной плотностью, ионные проводники, материалы для квантовой оптики и другие.

Способ построения структуры МММ основан на сравнительно давно известных жидкокристаллических процессах, встречаемых как в живой природе, так и вызываемых искусственно. Гидрофильная часть молекул поверхностноак-тивного вещества соединяется с неорганическими полианионами из раствора. После осаждения, выстраивания жидкокристаллической поверхности и полимеризации неорганической компоненты^ образуется органооксидный композит, который при термической обработке на воздухе превращается в неорганический материал с высокой пористостью и удельной внутренней поверхностью.

Способность силикатных растворов в присутствии некоторых поверхностно активных веществ (ПАВ) к образованию органосиликатных композитов представляет фундаментальный интерес, как с точки зрения изучения процессов ответственных за их образование, так и свойств продукта на всех этапах его эволюции. Несмотряна время, прошедшее с момента открытия МММ, многие вопросы остаются недостаточно изученными, что создает препятствия на пути широкого применения МММ. Одним из главных факторов сдерживающих масштабное применение материалов является их сравнительно невысокая стабильность в жестких, химически агрессивных условиях и, в частности, гидротермальная стабильность — устойчивость к воздействию воды при повышенных температурах и (или) давлениях. Вопрос носит фундаментальный характер, поскольку предметом рассмотрения являются свойства молекулярной стенки пор толщиной 0.8 нм. Представленные в литературе работы, направленные на преодоление этого недостатка, достаточно многочисленны. Эмпирически опробовано большое количество процедур обработки и вариантов изменения химических компонентов реакционной среды. Тем не менее проблема пока не нашла своего практического решения и не получила адекватного фундаментального объяснения.

Таким образом, существует настоятельная потребность в фундаментальных исследованиях вопросов формирования мезоструктурированных материалов, их молекулярного строения, углубляющих знания в этой области и открывающих возможность достижения пределов стабильности, обеспечивающих применимость в различных технологических процессах и устройствах.

В связи с вышеизложенным целью данной работы являлось выяснение причин низкой гидротермальной устойчивости мезоструктурированных силикатных материалов типа МСМ-41 и разработка синтеза, приводящего к термо-гидростабильным материалам. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

— изучить роль различных компонентов реакционной среды при синтезе мезоструктурированных силикатов, выявить причины низкой гидротермальной стабильности;

— установить тонкие детали строения промежуточных продуктов на отдельных этапах синтеза и исследовать их изменение в зависимости от различных условий синтеза;

— осуществить поиск химического состава реакционной среды и режимов проведения процедур, на различных этапах синтеза, приводящий к продуктам с максимальной гидротермальнойстабильностью и структурной упорядоченностью,.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех главзаключения и списка литературы. Работа изложена на 157 страницах, включает в себя 65 рисунков, 11 таблиц и библиографический список из 201 наименования.

Выводы.

1. На основе анализа дифракционных и других физико-химических данных промежуточных продуктов синтеза установлена роль основных компонентов реакционной среды, что дало возможность точнее сформулировать иерархию химических процессов при образовании мезоструктурированных силикатов типа МСМ-41:

— взаимодействие структурирующего агента, цетилтриметиламмоний бромида, с силикатными полианионами происходит по супрамолекулярному механизму в узком интервале рН в соотношении близком к стехиометрическому;

— конденсация супрамолекулярных агрегатов в твердую фазу, представляющую органосиликатный композит, регулируется скоростью образования необходимых по размеру силикатных полианионов в реакционной среде.

— в конденсированном состоянии происходит выстраивание жидкокристаллической поверхности в виде двухмерной гексагональной системы пор, сопровождающейся полимеризацией неорганической компоненты.

— полной полимеризации препятствует поверхностный отрицательный заряд неорганической компоненты и осмотические процессы внутри пор, приводящие к их расширению.

2. Установлено, что спиртово-аммиачная среда наиболее эффективна для нейтрализации внутренней поверхности композита и обеспечивает быстрый синтез термогидростабильных материалов. Водно-щелочные среды не способствуют нейтрализации поверхности, задерживают полимеризацию, увеличивают осмотические явления в порах и, как результат, приводят к нестабильным продуктам.

3. Рентгенографически исследованы тонкие структурные детали геометрии пор промежуточных продуктов синтеза, показывающие стадии формирования конечного материала и роль среды в регулировании взаимных скоростей нейтрализации и полимеризации. Показано, что толщина стенки пор находится в узком интервале значений, а форма пор изменяется от гексагональной до цилиндрической в зависимости от условий полимеризации силиката.

4. Осуществлен экспериментальный подбор состава реакционной среды, который соответствует мольному соотношению: 1 ТЕОБ: 0.20 СТАВг: 21.7 ЫНз: 52 С2Н5ОН: 475 НгО, и определены наиболее эффективные режимы синтеза. На основании этого получены материалы с высокой гидротермальной и механической стабильностью.

5. Построены молекулярные модели взаимодействующих частиц, мезо-структурированного органосиликатного композита и структуры конечного материала. Модель мезоструктурированного силиката соответствует адсорбционным и дифракционным свойствам реальных веществ, обладает предсказательной силой при целенаправленном изменении его поверхностной активности и других свойств.

Заключение

В работе получило дальнейшее развитие решение проблемы низкой стабильности мезоструктурированных силикатов в химически агрессивных, в частности, в гидротермальных условиях.

В ходе работы на химическом уровне детализации были установлены причины, ограничивающие такую важную характеристику силикатов типа МСМ-41 как гидротермальная (ГТ) стабильность. Для выработанного нового мольного соотношения реагентов спиртово-аммиачного синтеза были тщательно подобраны условия и аппаратурное оформление всех стадий получения термогидро-стабильных продуктов. Важной особенностью предлагаемой схемы является небольшая продолжительность синтеза — до 6-ти часов (первичное осаждение и гидротермальная обработка) вместо нескольких суток, как предлагается в литературе. Такое решение основано на использовании высокого относительного содержания аммиака, выступающего в роли эффективного агента при снятии избыточного отрицательного заряда силикатной стенки, при технической реализации уменьшения диффузионных ограничений этого процесса. Одним из критериев подбора состава смеси и условий синтеза являлось высокое рентгенографическое качество материала на всех стадиях получения, что дало возможность использовать структурночуствительный рентгенографический анализ. Посредством полнопрофильной подгонки рентгенограмм были выявлены тонкие детали строения мезоструктурированного силиката типа МСМ-41. Данная информация позволила сделать ряд заключений о влиянии природы среды, на ключевой, с точки зрения ГТ стабильности материалов, стадии получения — гидротермальной обработки. Установленные структурные и текстурные характеристики образцов явились основой для создания адекватной молекулярной модели строения силикатного МСМ-41.

Показать весь текст

Список литературы

Kresge С.Т., Leonowicz M.E., Roth W.J., Yartuli J.C., and Beck J.S. Ordered mesoporous molecular-sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism. // Nature, 1992, Vol.359, P.710−712.
Beck J.S., Chu C.T.-W., Johnson I.D., Kresge C.T., Leonowicz M.E., Roth W.J., and Vartuli J.W. Method for synthesizing mesoporous crystalline material. WO Patent 91/11 390, 1991.
IUPAC Manual of Symbols and Terminology, Appendix 2, Part 1, Colloid and Surface Chemistry, Pure Appl. Chem., 1972, 31, 578.
Taguchi A., and Schuth F. Ordered mesoporous materials in catalysis. // Micropor. Mesopor. Mater., 2005, Vol.77, P. 1−45.
Ciesla U., and Schuth F. Ordered mesoporous materials. // Micropor. Mesopor. Mater., 1999, Vol.27, P. 131−149.
Zhao X.S., Lu G.Q.(Max), and Millar G.J. Advances in mesoporous molecular sieve MCM-41. // Ind. Eng. Chem. Res., 1996, Vol.35, № 7, P.2075−2090.
Айлер P. Химия кремнезема: Пер. с англ.: В 2 т. — М.: Мир, 1982.
Patent US 28 109 02 (Du Pont). 1957.
Chiola V., Ritsko J.E., Vanderpool C.D. Process for producing low-bulk density silica. US Patent No. 3 556 725, 1971.
Di Renzo F., Cambon H., and Durantre R. A 28-year-old synthesis of micelle-templated mesoporous silica. // Micropor. Mesopor. Mater., 1997, Vol.10, P.283−286.
Beck J.S., US Patent No. 5 057 296, 1991.
Yanagisava Т., Schimizu Т., Kidora К., and Kato C. The preparation of alkyl-trimethylammoniumkanemite complexes and their conversion to microporous materials. //Bull. Chem. Soc. Jpn., 1990, Vol.63, P.988−992.
Barton T.J., Bull L.M., Klemperer W.G., Loy D.A., McEnaney В., Misono M., Monson P.A., Pez G., Scherer G.W., Vartuli J.C., and Yaghi O.M. Tailored porous materials. // Chem. Mater., 1999, Vol.11, № 10, P.2633−2656.
Zhao X.S., Lu G.Q., Millar G.J., Whittaker A.J., and Zhu H.Y. Comprehensive study of surface chemistry of MCM-41 using Si"29 CP/MAS NMR, FTIR, pyridine-TPD, and TGA. // J. Phys. Chem. B, 1997, Vol.101, № 33, P.6525−6531.
Brunei D. Functionalized micelle-templated silicas (MTS) and their use as catalysts for fine chemicals. // Micropor. Mesopor. Mater., 1999, Vol.27, № 2−3, P.329−344.
Moller K., and Bein T. Inclusion chemistry in periodic mesoporous hosts. // Chem. Mater., 1998, Vol.10, № 10, P.2950−2963.
Химия привитых поверхностных соединений / Под ред. Г. В. Лисичкина. -М.:ФИЗМАТЛИТ, 2003. 592с.
Huber C., Moller K., and Bein T. Reactivity of a trimethylstannyl molybdenium complex in mesoporous MCM-41. // J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1994, № 22, P.2619−2620.
Maschmeyer Т., Rey F., Sankar G., and Thomas J.M. Heterogeneous catalisys obtained by grafting metallocene complexes onto mesoporous silica. // Nature, 1995, Vol.378, № 6553, P.159−162.
Liu C.-J., Li S.-G., Pang W.-P., and Che C.-M. Ruthenium porphyrin encapsulated in modified mesoporous molecular sieve MCM-41 for alkene oxidation. // Chem. Commun., 1997, Vol.1, P.65−66.
Carvalho W.A., Wallau M., and Schuchardt U. Iron and copper immobilised on mesoporous MCM-41 molecular sieves as catalysts for the oxidation of cyclohexane. //J. Mol. Catal. A, 1999, Vol.144, № 1, P.91−99.
Van Rhijn W.M., De Vos D.E., Sels B.F., Bossaert W.D., and Jacobs P.A. Sulfonic acid functionalised ordered mesoporous materials as catalysts for condensation and esterification reactions. // Chem. Commun., 1998, № 3, P.317−318.
Rodriguez I., Iborra S., Corma A., Rey F., and Jorda J. MCM-41-Quaternary organic tetraalkylammonium hydroxide composites as strong and stable Bronsted base catalysts. // Chem. Commun., 1999, № 7, P.593−594.
Zhang W., Glomski B., Pauly T.R., and Pinnavaia T.J. A new nonionic surfactant pathway to mesoporous molecular sieve silicas with long range framework order. // Chem. Commun., 1999, № 18, P.1803−1804.
Tudor J., and O’Hare D. Stereospecific propene polymerisation catalysis using an organometallic modified mesoporous silicate. // Chem. Com., 1997, № 6, P.603−604.
Shephard D.S., Maschmeyer T., Johnson B.F.G., Thomas J.M., Sankar G., Oz-kaya D., Zhou W., Oldroyd R.D., and Bell R.G. Bimetallic nanoparticle catalysts anchored inside mesoporous silica. // Angew. Chem. Int. Ed., 1997, Vol.36, № 20, P.2242−2245.
Badiei A.R., and Bonneviot L. Modification of mesoporous silica by direct template ion exchange using cobalt complexes. // Inorg. Chem., 1998, Vol.37,№ 16, P.4142−4145.
Van Der Voort P., Morey M., Stucky G.D., Mathieu M., and Vansant E.F. Creation of VOx surface species on pure silica MCM-48 using gas-phase modification with VO. // J. Phys. Chem. B, 1998, Vol.102, № 3, P.585−590.
Ahn W.S., Lee D.H., Kim T.J., Seo G., and Ryoo R. Post-synthetic preparations of titanium-containing mesopore molecular sieves. // Appl. Catal. A, 1999, Vol.181, P.39−49.
Feng X., Fryxell G.E., Wang L.Q., Kim A.Y., Liu J., and Kemmer K.M. Func-tionalized monolayers on ordered mesoporous supports. // Science, 1997, Vol.276, № 5314, P.923−926.
Mercier L., and Pinnavaia T.J. Access in mesoporous materials: Advantages of a uniform pore structure in the design of a heavy metal ion adsorbent for environmental remediation. // Adv. Mater., 1997, Vol.9, № 6, P.500-&.
Beck J.S., Calabro D.C., McCullen S.B., Pelrine B.P., Schmitt K.D., Vartuli J.C. Sorption separation over modified synthetic mesoporous crystalline material. US Patent No. 5 220 101, 1993.
Koyano K.A., Tatsumi T., Tanaka Y., Nakata S. Stabilization of mesoporous molecular sieves by trimethylsilylation. // J. Phys. Chem. B, 1997, Vol.101, № 46, P.9436−9440.
Tatsumi T., Koyano K.A., Tanaka Y., and Nakata S. Mechanical stability of mesoporous materials, MCM-48 and MCM-41. // J. Por. Mater, 1999, Vol.6, P.13−17.
Bai N., Chi Y., Zou Y., and Pang W. Influence of high pressure on structural property of mesoporous material MCM-41: study of mechanical stability. // Materials Letters, 2002, Vol.54, № 3, P.37−42.
Zhao X.S., and Lu G.Q. Modification of MCM-41 by Surface Silylation with Trimethylchlorosilane and Adsorption Study. // J. Phys. Chem., 1998, Vol.102, № 9, P. 1556−1561.
Jaroniec C.P., Krak M., Jaroniec M., and Sayari A. Tailoring surface and structural properties of MCM-41 silicas by bonding organosilanes. // J. Phys. Chem. B, 1998, Vol.102, № 28, P.5503−5510.
Mokaya R., and Jones W. Aluminosilicate mesoporous molecular sieves with enhanced stability obtained by reacting MCM-41 with aluminium chlorohydrate. // Chem. Commun., 1998, № 17, P.1839−1840.
McCullen S.B., Vartuli J.C. Method for stabilizing synthetic mesoporous crystalline material. US Patent No. 5 156 829, 1992.
Kisler J.M., Dahler A., Stevens G.W., and O’Connor A.J. Separation of biological molecules using mesoporous molecular sieves. // Micropor. Mesopor. Mater., 2001, Vol.44−45, P.769−774.
Han Y.J., Stucky G.D., and Butler A. Mesoporous silicate sequestration and release of proteins. //J. Am. Chem. Soc., 1999, Vol.121, № 42, P.9897−9898.
Hlavaty J., Rathousky J., Zukal A., and Kavan L. Carbonization of 1,4-diiodo-1,3-butadiyne and l-iodo-l, 3,5-hexatriyne inside the MCM-41 molecular sieve. // Carbon, 2001, Vol.39, P.53−60.
De Vos D.E., Dams M., Sels B.F., and Jacobs P.A. Ordered mesoporous and mi-croporous molecular sieves functionalized with transition metal complexes as catalysts for selective organic. // Chem. Rev., 2002, Vol.102, № 10, P.3615−3640.
Biz S., and Ocelli M.L. Synthesis and characterization of mesostructured materials. // Catal. Rev—Sci. Eng., 1998, Vol.40, № 3, P.329−407.
Hayward R.C., Alberius-Henning P., Chmelka B.F., and Stucky G.D. The current role of mesostructures in composite materials and device fabrication. // Micropor. Mesopor. Mater., 2001, Vol.44−45, P.619−624.
Joo S.H., Choi S.J., Oh I., Kwak J., Liu Z., Terasaki O., and Ryoo R. Ordered nanoporous arrays of carbon supporting high dispersions of platinum nanoparticles. // Nature, 2001, Vol.412, № 6843, P.169−172.
Shin H.J., Ko C.H., and Ryoo R. Synthesis of platinum networks with nanoscopic periodicity using mesoporous silica as template. // J. Mater. Chem., 2001, Vol.11, № 2, P.260−261.
Shin H.J., Ryoo R., Liu Z., and Terasaki O. Template synthesis of asymmetrically mesostructured platinum networks. // J. Am. Chem. Soc., 2001, Vol.123, № 6, P. 1246−1247.
Huang M.H., Choudrey A., and Yang P. Ag nanowire formation within mesoporous silica. // Chem. Commun., 2000, № 12, P.1063−1064.
Ryoo R., Joo S.H., Kruk M., and Jaroniec M. Ordered mesoporous carbons. // Adv. Mater., 2001, Vol.13, № 9, P.677−681.
Biz S., and White M.G. Effect of post-synthesis hydrothermal treatments on the adsorptive volume of surfactant-templated mesostmctures. // Micropor. Mesopor. Mater., 2000, Vol.40, P. 159−171.
Gregg S.J., and Sing K.S.W., Adsorbtion, Surface Area and Porosity, Academic Press, New York, 1982.
Ravikovitch P.I., O Domhnail S.C., Neimark A.V., Schuth F., and Unger K.K. Capillary hysteresis in nanopores: Theoretical and experimental studies of nitrogen adsorption on MCM-41. II Langmuir, 1995, Vol.11, № 12, P.4765−4772.
Branton P.J., Hall P.G., Sing K.S.W., Reichert H., Schuth F., and Unger K.K. Physisorption of argon, nitrogen and oxygen by MCM-41, a model mesoporous adsorbent. II J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1994, Vol.90, № 19, P.2965−2967.
Rathousky J., Zukal A., Franke O., and Schulz-Ekloff G. Adsorption on MCM-41 mesoporous molecular-sieves .1. Nitrogen isotherms and parameters of the porous structure. // J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1994, Vol.90, № 18, P.2821−2826.
Schmidt R., Stocker M., Hansen E., Akporiaye D., and Ellestad O.H. MCM-41 a model system for adsorption studies on mesoporous materials. // Micropor. Mater., 1995, Vol.3, P.443−448.
Ravikovitch P.I., Wey D., Chuen W.T., Haller G.L., and Neimark A.V. Evaluation of pore structure parameters of MCM-41 catalyst supports and catalysts by means of nitrogen and argon adsorption. // J. Phys. Chem. B, 1997, Vol.101, № 19, P.3671−3679.
Kruk Mi, Jaroniec M., and Sayari A. Adsorption study of surface and structural properties of MCM-41 materials of different pore sizes. II J. Phys. Chem. B, 1997, Vol.101, № 4, P.583−589.
Schumacher K., Gran M., and Unger K.K. Novel synthesis of spherical MCM-48. // Micropor. Mesopor. Mater., 1999, Vol.27, P.201−206.
Guinier A., Fournet G. Small Angle Scattering of X-Rays. Wiley: New York, 1955.
Edler K.J., Reynolds P.A., White W.J., and Coolcson D. Diffuse wall structure and narrow mesopores in highly crystalline MCM-41 materials studied by X-ray diffraction. // J. Chem. Soc., Faraday Trans, 1997, Vol.93, № 1, P. 199−202.
Auvray X., Petipas C., Anthore R., Rico I., and Lattes A. X-Ray diffraction study of mesophases of cetyltrimethylammonium bromide in water, formamide, and glycerol. // J. Phys. Chem., 1989, Vol.93, № 21, p.7458−7464.
Flodstrom K., Wennrstorm H., and Alfredsson V. Mechanism of Mesoporous Silica Formation. A Time-Resolved NMR and TEM Study of Silica-Block Copolymer Aggregation. // Langmuir, 2004, Vol.20, P.680−688.
Steel A., Carr S.W., and Anderson M.W. N"14 NMR-study of surfactant mesophases in the synthesis of mesoporous silicates. // J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1994, Vol.13, P.1571−1572.
Kirnade S.D., and Swaddle T.W. Silicon-29 NMR studies of aqueous silicate solutions. 2. Transverse silicon-29 relaxation and the kinetics and mechanism of silicate polymerization. // Inorg. Chem., 1988, Vol.27, № 23, P.4253−4259.
Janicke M.T., Landry C.C., Christiansens.C., Kumar D., Stucky G.D., and Chmelka B.F. Aluminum incorporation and interfacial structures in MCM-41 mesoporous molecular sieves. // J. Am. Chem. Soc., 1998, Vol.120, №, P.6940−6951
Ghanbari-Siahkali A., Philippou A., Garforth A., Cundy C.S., Anderson M.W., and Dwyer J. A comparison of direct synthesis and vapour phase alumination of MCM-41. // J. Mater. Chem., 2001, Vol.11, P.569−577.
Ravikovitch P.I., Haller G.L., and Neimark A.V. Density functional theory model for calculating pore size distributions: pore structure of nanoporous catalysts. // Advances in Colloid and Interface Science, 1998, Vol.77, P.203−226.
Chenite A., and Le Page Y. Direct TEM imaging of tubules in calcined MCM-41 type mesoporous materials. // Chem. Mater., 1995, Vol.7, № 5, P.1015−1019.
Chao K.J., Wu C.N., Chang A.S., and Hu S.F. The study of MCM-41 molecular sieves by energy-filtering TEM. // Micropor. Mesopor. Mater., 1999, Vol.27, P.287−295.
McEnaney B., Mays T.J. in Porosity in Carbons, Patrick J.W., Ed, — E. Arnold: London, 1995, p 93.
Bran M., Lallemand A., Quinson J.F., and Eyraud C. A new method for the simultaneous determination of the size and shape of pores, the thermoporometry. // Thermochim. Acta, 1977, Vol.21, P.59−88.
Araujo A.S., and Jaroniec M. Determination of the surface area and mesopore volume for lanthanide-incorporated MCM-41 materials by using high resolution thermogravimetry. // Thermochimica Acta, 2000, Vol.345, №. P. 173−177.
Hue Q, Leon R, Petroff P.M., and Stucky G.D. Mesostracture design with gemini surfactants supercage formation in a 3-dimensional hexagonal array // Science, 1995, Vol.268, № 5215, P.1324−1327.
Ciesla U., Grun M., Isajeva T., Kurganov A.A., Neimarlc A.Y., Ravikovitch P.I., Schacht S., Schuth F., Unger K.K. in Pinnavia T.J., Thorpe M.F., (Eds.), Access in Nanoporous Materials, Plenum Press, New York, 1995, P.231.
Kisler J.M., Gee M.L., Stevens G.W., and O’Connor A.J. Comparative study of silylation methods to improve the stability of silicate MCM-41 in aqueous solutions. // Chem. Mater., 2003, Vol.15, № 3, 619−624.
Chen C.Y., Li H.Y., and Davis M.E. Studies on mesoporous materials I. Synthesis and characterization of MCM-41. // Micropor. Mater., 1993, Vol.2, P. 17−26.
Feuston B.P., and Higgins J.B. Model structures for MCM-41 materials a molecular-dynamics simulation. // J. Phys. Chem., 1994, Vol.98, № 16, P.4459−4462.
Behrens G., and Stucky G.D. Order molecular arrays as templates: a new approach to synthesizing mesoporous materials. // Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 1993, Vol.32, P.669−696.
Firouzi A., Atef F., Oertli A.G., Stucky G.D., and Chmelka B.F. Alkaline lyo-tropic silicate-surfactant liquid crystals. // J. Am. Chem. Soc., 1997, Vol.119, № 15, P.3596−3610.
Walker S.A., and Zasadzinski J.A. Self-assembly of silicate surfactant mesophases. //Mater. Res. Symp. Proc., 1995, Vol.371, P.93−98.
Chen C.-Y., Xiao S.-Q., and Davis M.E. Studies on ordered mesoporous materials. 3. Comparison of MCM-41 to mesoporous materials derived from kanemite. // Micropor. Mater., 1995, Vol.4, № 1, P. l-20.
Inagaki S., Sakamoto Y., Fukushima Y., and Terazaki O. Pore wall of a mesoporous molecular sieve derived from kanemite. // Chem. Mater., 1996, Vol.8, № 8. P.2089−2095.
Barret E.P., Joyner L.G., and Halenda P.H. The determination of pore volume and area distributions in porous substances. I. Computations from nitrogen isotherms. // J. Am. Chem. Soc., 1951, 73, 373−380.
Zhu H.Y., Zhao X.S., Lu G.Q., and Do D.D. An improved comparison plot method for pore structure characterisation of MCM-41. // Langmuir, 1996, Vol.12, № 26, P.6513−6517.
Coustel N., DiRenzo F., and Fajula F. Improved stability of MCM-41 through textural control. // J. Chem. Soc. Chem Commun., 1994, Vol.8, P.967−968.
Kruk M., Jaroniec M., and Sayari A. Structural and surface properties of siliceous and titanium-modified HMS molecular sieves. // Micropor. Mater., 1997, Vol.9, № 34, P.173−182.
Mokaya R. Hydrothermaly-induced morphological transformation of mesoporous MCM-41 silica. // Micropor. Mesopor. Mater., 2001, Vol.44−45, P. 119−127.
Cheng C.-F., Zhou W.Z., Park D.H., Klinowski J., Hargreaves M., and Gladen L.F. Controlling the channel diameter of the mesoporous molecular sieve MCM-41. // J. Chem. Soc. Faraday Trans, 1997, Vol.93, № 2, P.359−363.
Tiemann M., Schulz M., Jager C., and Froba M. Mesoporous aluminophosphate molecular sieves synthesized under nonaqueous conditions. // Chem. Mater., 2001, Vol.13, № 9, P.2885−2891.
Zhu H., Jones D.J., Zajac J., Dutartre R., Rhomari M., and Roziere J. Synthesis of periodic large mesoporous organosilicas and functionalization by incorporation of ligands into the framework wall. // Chem. Mater., 2002, Vol.14, № 12, P.4886−4894.
Hue Q.S., Margolese D.I., Ciesla U., Feng P.Y., Gier Т.Е., Sieger P., Leon R., Petroff P.M., Schuth F., and Stucky G.D. Generalized synthesis of periodic surfactant inorganic composite-materials. //Nature, 1994, Vol.368, № 6469, 317−321.
Ciesla U., Demuth D., Leon R., Petroff P., Stucky G.D., Unger K., and Schuth F. Surfactant controlled preparation of mesostructured transition-metal oxide compounds. // Chem. Com., 1994, № 11, P. 1387−1388.
Che S., Garcia-Bennett A.E., Yokoi Т., Sakamoto K., Kunieda H., Terasaki O., and Tatsumi T. A novel anionic surfactant templating route for synthesizing mesoporous silica with unique structure. //Nat. mater., 2003, Vol.2, № 12, P.801−805.
Tanev P.T., and Pinnavaia T.J. A neutral templating route to mesoporous molecular-sieves. // Science, 1995, Vol.267, № 5199, P.865−867.
Bagshaw S., Prouzet E., and Pinnavaia T.J. Templating of mesoporous molecular sieves by nonionic polyethylene oxide surfactants. // Science, 1995, Vol.269, P. 1242−1244.
Manne S., Schaffer Т.Е., Huo Q., Hansma P.K., Morse D.E., Stucky G.D., and I.A. Aksay LA. Gemini Surfactants at Solid-Liquid Interfaces: Control of Interfacial Aggregate Geometry. // Langmuir 1997, Vol.13, № 24, P. 6382−6387.
Супрамолекулярная химия: Концепции и перспективы / Ж.-М. Лен- Пер. с англ. Новосибирск: Наука. Сиб. Предприятие РАН, 1998. — 334 с.
Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ / А. И. Русанов СПб: 1992. — 280с. — ISBN 5−7245−0756−0
Windsor Р. А, in: Gray G. W, Windsor P.A. (Eds.), Liquid Crystals and Plastic Crystals, vol.1, Ellis Horwood, Chichester, 1974.
Ekwall P, in: Brown G.H. (Ed.), Advances in Liquid Crystals, vol.1, Academic, New York, 1975.
Myers D, Surfactant Science and Technology, VCH: New York, 1992.
Lawrence M.J. Surfactant systems their use in drug-delivery. // Chem. Soc. Rev., 1994, Vol.23, № 6, P.417−424.
Swaddle T.W., Salerno J., and Tregloan P.A. Aqueous aluminates, silicates, and aluminosilicates. // Chem. Soc. Rev., 1994, Vol.23, № 5, P.319−325.
McCormick A.V., and Bell A.T. The solution chemistry of zeolite precursors. // Catal. Rev.-Sci. Eng., 1989, Vol.31, P.97−127.
Linden M., Karlsson S., Agren P., Bussain P., and Amenitsch H. Solubilization of oil in silicate-surfactant mesostructures. // Langmuir, 2000, Vol.16, № 13, P.5831−5836.
Ulagappan N., and Rao C.N.R. Evidence for supramolecular organization of al-kane and surfactant molecules in the process of forming mesoporous silica. // Chem. Commun, 1996, Vol.24, 2759−2760.
Lind A., Andersson J., Karlsson S., Agren P., Bussian P., Amenitsch H., and Linden M. Controlled solubilization of toluene by silicate-catanionic surfactant mesophases as studied by in situ and ex situ XRD. // Langmuir, 2002, Vol.18, № 4, P.1380−1385.
Kruk M., Jaroniec M., Antochshuk V., and Sayari A. Mesoporous silicate Surfactant composites with hydrophobic surfaces and tailored pore sizes. // J. Phys. Chem. B, 2002, Vol.106, № 39, P.10 096−10 101.
Huo Q., Margolese D.I., and Stucky G.D. Surfactant control of phases in the synthesis of mesoporous silica-based materials. // Chem. Mater., 1996, Vol.8, № 5, P. 1147−1160.
Namba S., Mochizuki A., and Kito M. Fine control of pore size of highly ordered MCM-41 by using template mixtures of dodecyltrimethylammonium bromide/ hexadecyltrimethylammonium bromide with various molar ratios. // Chem. Let., 1998, Vol.7, P.569−570.
Zhang J., Luz Z., and Goldfarb D. EPR studies of the formation mechanism of the mesoporous materials MCM-41 and MCM-50. // J. Phis. Chem. B, 1997, Vol.101, № 36, P.7087−7094.
Attard G.S., Glyde J.C., and Goltner C.G. Liquid-Crystalline phases as templates for the synthesis of mosoporous silica. // Nature, 1995, Vol.378, № 6555, P.366−368.
Inagaki S., Fukushima Y., and Kudora K. Synthesis of highly ordered mesoporous materials from a layered polysilicate. // Chem. Com., 1993, № 8, P. 680−682.
Inagaki S, Koiwai A, Suzuki N, Fukushima Y, and Kuroda K. Syntheses of highly ordered mesoporous materials, FSM-16, derived from kanemite. // Bull. Chem. Soc. Jpn., 1996, Vol.69, P.1449−1457.
Garcia-Bennett A. E., Terasaki O., Che S., and Tatsumi T. Structural investigations of AMS-n mesoporous materials by Transmission Electron Microscopy. // Chem. Mater., 2004, № 16, P.813−821.
Tanev P.T., Chibwe M., and Pinnavaia T.J. Titanium-containing mesoporous molecular-sieves for catalytic-oxidation of aromatic-compounds. // Nature, 1994, Vol.368, № 6469, P.321−323.
Zhao D.Y., Feng J.L., Huo Q.S., Melosh N., Fredrickson G.H., Chmelka B.F., and Stucky G.D. Triblock copolymer syntheses of mesoporous silica with periodic 50 to 300 angstrom pores. // Science, 1998, Vol.279, № 5350, P.548−552.
Israelachivili. J.N., Mitchell D.J., andNinham B.W. Theory of self-, assembly of hydrocarbon amphiphiles into micelles and bilayers. // J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1976, Vol.72, P.1525−1568.
Pevzner S., and Regev O. The in situ phase transitions occurring during bicon-tinuous cubic phase formation. // Micropor. Mesopor. Mater., 2000, Vol.38, P.413−421.
Ogawa M., and Masukawa N. Preparation of transparent thin films of lamellar, hexagonal and cubic silica-surfactant mesostructured materials by rapid solvent evaporation methods. // Micropor. Mesopor. Mater., 2000, Vol.38, P.35−41.
Schumacher K., Ravikovitch P.I., Du Chesne A., Neimark A.V., and Unger K.K. Characterization of MCM-48 materials. // Langmuir, 2000, Vol.16, P.4648−4654.
Cai Q., Luo Z.-S., Pang W.-Q., Fan Y.-W., Chen X.-H., and Cui F.-Z. Dilute solution routes to various controllable morphologies of MCM-41 silica with a basic medium. // Chem. Mater., 2001, Vol.13, № 2, P.258−263.
Kruk M., Jaroniec M., Ko C.H., and Ryoo R. Characterization of the porous structure of SBA-15. // Chem. Mater., 2000, Vol.12, № 7, P.1961−1968.
Kawi S., and Shen S.-C. Effects of structural and non-structural A1 species on the stability of MCM-41 materials in boiling water. // Materials Letters, 2000, Vol.42, № 1−2, P.108−112.
Matsumoto A., Chen H., Tsutsumi K., Grun M., and Unger K. Novel route in the synthesis of MCM-41 containing framework aluminum and its characterization. // Micropor. Mesopor. Mater., 1999, Vol.32, P.55−62.
Oumi Y, Tagaki H, Sumiya S, Mizuno R, Uozumi T, and Sano T. Novel post-synthesis alumination method for MCM-41 using trimethylaluminum. // Micro-por. Mesopor. Mater, 2001, Vol.44−45, P.267−274.
Zhao X. S, Lu G. Q, and Hu X. Characterization of the structural and surface properties of chemically modified MCM-41 material. // Micropor. Mesopor. Mater, 2000, Vol.41, P.3 7−47.
Lin H. P, Cheng S. F, and Mou C.Y. Effect of delayed neutralization on the synthesis of mesoporous MCM-41 molecular sieves. // Micropor. Mater, 1997, Vol.10, P. l11−121. «
Cheng C. F, Park D. H, and Klinowski J. Optimal parameters for the synthesis of the mesoporous molecular sieve Si.-MCM-41. // J. Chem. Soc. Faraday Trans, 1997, Vol.93, № 1. P. 193−197.
Ryoo R, and Kim J.M. Structural order in MCM-41 controlled by shifting silicate polymerization equilibrium. // J. Chem. Soc. Chem. Commun, 1995, № 7, P.711−712.
Ryoo R, and Jun S. Improvement of hydrothermal stability of MCM-41 using salt effects during the crystallization process. // J. Phys. Chem. B, 1997, Vol.101, № 3, P.317−320.
Edler K. J, and White J.W. Further improvements in the long-range order of MCM-41 materials. //Chem. Mater, 1997, Vol.9, № 5, P.1226−1233.
Lindlar B, Kogelbauer A, and Prins R. Chemical, structural, and catalytic characteristics of Al-MCM-41 prepared by pH-controlled synthesis. // Micropor. Mesopor. Mater, 2000- Vol.38, 167−176.
Luechinger M, Frunz L, Pirngruber G. D, and Prins R. A mechanistic explanation of the formation of high quality MCM-41 with high hydrothermal stability. // Micropor. Mesopor. Mater, 2003, Vol.64, P.203−211.
Jun S, Kim J. M, Ryoo R, Ahn Y.-S, and Han M. K. Hydrothermal stability of MCM-48 improved by post-synthesis restructuring in salt solution. // Micropor. Mesopor. Mater, 2000, Vol.41, P. l 19−127.
Kim W.J., Yoo J.C., and Hayhurst D.T. Synthesis of hydrothermally stable MCM-41 with initial adjustment of pH and direct addition of NaF. // Micropor. Mesopor. Mater., 2000, Vol.39, P. 177−186.
Landau M.V., Varkey S.P., Herskowitz M., Regev O., Pevzner S., Sen Т., and Luz Z. Wetting stability of Si-MCM-41 mesoporous material in neutral, acidic and basic aqueous solutions. // Microp. Mesopor. Mater., 1999, Vol.33, P.149−163.
WanK., Liu Q., and Zhang C. Thermal stability of Si-MCM-41 in gaseous atmosphere. // Materials Letters, 2003, Vol.57, 3839−3842.
Zhang Y., Wu D., Sun Y., and Peng S. Synthesis of more stable MCM-41 under high-pressurized conditions. // Materials Letters, 2002, Vol.55, № 1−2, P.17−19.
Mokaya R. Influence of pore wall thickness on the steam stability of Al-grafted MCM-41. // ChemCom., 2001, № 7, P.633−634.
Yu, J, Shi, J.-L, Wang, L.-Z, Ruan, M.-L, and Yan, D.-S. Preparation of High Thermal Stability MCM-41 in the Low Surfactant/Silicon Molar Ratio Synthesis System, Materials Letters, 2001, Vol. 48, P. 112−116.
Xia Q.-H, Hidajat K, and Kawi S. Improvement of the hydrothermal stability of fluorinatedMCM-41 material. //Materials Letters, 2002, Vol.42, P. 102−107.
Doyle A, and Hodnett B.K. Stability of MCM-48 in aqueous solution as a function of pH. // Microp. Mesopor. Mater, 2003, Vol.63, P.53−57.
Xia Y, and Mokaya R. Enhanced hydrothermal stability of Al-grafted MCM-48 prepared via various alumination routes. // Micropor. Mesopor. Mater, 2004, Vol.74, P.179−188.
Nishiyama N, Tanaka S, Egashira Y, Oku Y, and Ueyama K. Enhancement of structural stability of mesoporous silica thin films prepared by spin-coating. // Chem. Mater, 2002, Vol.14, № 10, P.4229−4234.
Ishikawa T, Matsushita M, Yasukawa A, Kandori K, Inagaki S, Fukushima T, and Kondo S. Surface silanol groups of mesoporous silica FSM-16. // J. Chem. Soc, Faraday Trans, 1996, Vol.92, № 11, P. 1985−1989.
Лыгин В.И. Структурная организация и свойства поверхностных соединений кремнеземов по данным колебательной спектроскопии и квантовой химии. // ЖФХ, -1989, -Том LXIII, -Вып.2, -С 290−305.
Kleestorfer К, Vinek Н, and Jentys A. Structure simulation of MCM-41 type materials. // J. Mol. Catal. A, Chem, 2001, Vol.166, P.53−57.
Wu C. N, Tsai T. S, Liao C. N, and Chao K.J. Controlling pore size distributions of MCM-41 by direct synthesis. // Micropor. Mater, 1996, Vol.7, № 4, P.173−185.
Jentys A, Kleestorfer K, and Vinek H. Concentration of surface hydroxyl groups on MCM-41. // Micropor. Mesopor. Mater, 1999, Vol.27, P.321−328.
Sayari A, and Hamoudi S. Periodic mesoporous silica-based organic-inorganic nanocomposite materials. // Chem. Mater. 2001, Vol.13,№ 10, P. 3151−3168.
Solovyov L. A, Kirik S. D, Shmakov A. N, and Romannikov V.N. X-Ray structural modeling of mesoporous mesophase material. // Micropor. Mesopor. Mater, 2001, Vol 44−45, P. 17−23.
Solovyov L. A. Full-profile refinement by derivative difference minimization. // J. Appl>. Cryst, 2004- Vol.37, P.743−749.
Solovyov L.A., Kirik S.D., Shmakov A.N., and Romannikov Y.N. A continuous electron density approach in Rietveld analysis for structure investigations of the mesoporous silicate materials. // Advances in X-ray analysis, 2001, V.44, P. 110−115.
Kim W.J., Yoo J.C., and Hayhurst D.T. Synthesis of MCM-48 via phase transformation with direct addition of NaF and enhancement of hydrothermal stability by post-treatment in NaF solution. // Micropor. Mesopor. Mater., 2001, Vol.49, P. 125 137.
Kim J.M., Jun S., and Ryoo R. Improvement of hydrothermal stability of mesoporous silica using salts: reinvestigation for time-dependent effects. // J. Phys. Chem. B, 1999, Vol.103, P.6200−6205.
Lin H.-P., and Mou C.-Y. Salt effect in post-synthesis hydrothermal treatment of MCM-41. // Micropor. Mesopor. Mater., 2002, Vol.55, P.69−80.
Oye G., Sjoblom J., and Stocker M. Synthesis and characterization of siliceous and aluminum-containing mesoporous materials from different surfactant solutions. // Micropor. Mesopor. Mater., 1999, Vol.27, P. 171−180.
Igarashi N., Koyano K.A., Yoshiyori T., Shinichi N., Hashimoto K., and Ta-tsumi T. Investigation of the factors influencing the structural stability of mesoporous silica molecular sieves. // Micropor. Mesopor. Mater., 2003, Vol.59, P.43−52.
Kleitz F., Schmidt, W., and Schuth, F. Evolution of mesoporous materials during the calcination process: structural and chemical behavior. // Micropor. Mesopor. Mater., 2001, Vol.44−45, P.95−109.
Gallis K.W., and Landry C.C. Synthesis of MCM-48 by a phase transformation process. // Chem. Mater., 1997, Vol. 9, P. 2035-&.
Xu J., Luan Z.H., He H.Y., Zhou W.-Z., and Kevan L. A reliable synthesis of cubic mesoporous MCM-48 molecular sieve. // Chem. Mater., 1998, Vol. 10, P. 3690−3698.
Schulz-Ekloff G., Rathousky J., and Zukal A. Controlling of morphology and characterization of pore structure of ordered mesoporous silicas. // Micropor. Mesopor. Mater., 1999, Vol. 27, P. 273−285.
Solovyov L.A., Zaikovskii V.I., Shmakov A.N., Belousov O.V., and Ryoo R. Framework characterization of mesostructured carbon CMK-1 by X-ray powder diffraction and electron microscopy. // J. Phys. Chem. B, 2002, Vol.106, P. 12 198−12 202.
Парфенов В.А., Вершинина M.А., Белоусов O.B., Кирик С. Д. Исследование процессов формирования мезоструктурированных силикатов типа МСМ-41 в зависимости от состава реакционной среды. / Вестник КрасГУ- 2003- № 2. — С. 100−106.
Парфенов В.А., Кирик С. Д. Влияние реакционной среды на гидротермальную устойчивость мезоструктурированного силикатного материала МСМ-41. / Химия в интересах устойчивого развития. -2003. -№ 11. -С.787−793.
Кирик С.Д., Белоусов О. В., Парфенов В. А., Вершинина М. А. Системный подход к анализу роли компонентов синтеза и устойчивости мезоструктурированного силикатного материала на примере МСМ-41. / Физика и химия стекла. -2005. -Т.31. -№ 4. -С.5 89−604.
Yongde X.Y., and Mokaya R. Aluminosilicate MCM-48 materials with enhanced stability via simple post-synthesis treatment in water. // Micropor. Mesopor. Mater., 2004, Vol.68, P. l-10.
Rathousky J., Zukalova M., Zukal A., And Had J. Homogeneous precipitation of siliceous MCM-41 and bimodal silica. // Collect. Czech. Chem. Commun., 1998, Vol.63, P.1893−1906.
Парфёнов В.А. Получение и анализ устойчивости мезоструктурированных силикатных материалов на примере МСМ-41. / Материалы конференции молодых ученых КНЦ СО РАН. Красноярск: ИВМ СО РАН. -2003. -С.22−27.
Newalkar B.L., and Komarneni S. Control over microporosity of ordered micro-porous-mesoporous silica SBA-15 framework under microwave-hydrothermal conditions: effect of salt addition. // Chem. Mater., 2001, Vol.13, № 12, P.4573−4579.
Парфёнов В.А. О количественном анализе мезопористых мезоструктурированных материалов. / Материалы конференции молодых ученых КНЦ СО РАН. Красноярск: ИВМ СО РАН. -2004. -С.35−39.
Gallis K.W., and Landry С.С. Rapid calcination of iianostructured silicate composites by microwave irradiation. // Adv. Mater., 2001, Vol.13, № 1, P.23−26.
Парфенов B.A. Сравнительный анализ гидротермальной устойчивости материалов типа МСМ-41 в зависимости от процедуры стабилизации их структуры. / Материалы конференции молодых ученых КНЦ СО РАН. Красноярск: ИВМ СО РАН. -2005. -С.35−38.

Заполнить форму текущей работой