圖1 商業化分子篩產品示意圖

圖 2：（左圖）2019年全球分子篩不同應用領域需求量占比；（右圖）吸附劑主要應用領域占比

圖3 常見的商用分子篩類別

圖4 賽默飛的球差校正透射電鏡Spectra 300與不同分子篩樣品以及孔道吸附有機分子的成像

圖5 賽默飛Apreo掃描電鏡觀察分子篩的合成形貌特征

備注2：介孔材料被定義為一個具有2-50 nm范圍內的孔尺寸和孔隙的有序結構。這些的孔徑可以通過選擇使用的表面活性劑來改變和調節。

介孔二氧化硅材料的合成可以追溯到1970年的，日本科學家Yanagisawa T 與Kuroda K等。之后美孚研發公司在1992年已經成功使用液晶模板機制從鋁硅酸鹽凝膠中合成介孔固體，稱為MCM-41³，此時，才被認為是介孔材料合成的真正開始。這個成功可以和Mobil的科學家們在20世紀70年代的另一偉大成果，ZSM-5的成功合成相提并論。

備注3：MCM是Mobil Composition of Matter, Mobil Crystalline Materials的簡稱。主要有美孚石油公司的科研人員，以硅酸乙酯為硅源，通過基于膠束的軟模板的方法合成的。MCM系列中，比較有名的是MCM-41 (Mobil Composition Of Matter N. 41)。MCM-41中是有規整的圓柱形介孔排列而成的一維孔道結構。介孔孔徑可以在2 – 6.5 nm之間可調。相比于分子篩，MCM-41中沒有Bronsted酸位；由于其孔壁很薄且硅基單元交流度不高，因此其水熱穩定性不好。最早關于MCM-41合成的論文發表于1992的JACs上。

備注4：SBA系列介孔硅材料的命名來源于加州大學圣芭芭拉分校，是Santa Barbara Amorphous的簡稱。其中，名氣比較大的是SBA-15。SBA-15是趙東元老師的成名作，于1998年發表在Science上。SBA系列的介孔硅材料也是使用軟模板法合成的，其孔徑在5 - 30 nm的范圍內可調。由于SBA-15的孔壁較厚，材料的水熱穩定性較MCM系列材料要好一些。在煅燒過程中能夠去除掉鑲嵌在孔壁中的表面活性劑，進而產生微孔結構，因此SBA-15是同時含有微介孔的多維孔材料。

圖7 不同類型的介孔二氧化硅（MSN）的模型

圖8 MCM-41的形成機理

參考資料

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