{"id":3756,"date":"2019-05-25T01:27:54","date_gmt":"2019-05-25T01:27:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=3756"},"modified":"2020-05-07T07:46:20","modified_gmt":"2020-05-07T07:46:20","slug":"14-common-types-of-porous-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/14-tipos-comuns-de-materiais-porosos\/","title":{"rendered":"14 tipos comuns de materiais porosos"},"content":{"rendered":"

O UPAC separa os poros em microporos (<2 nm), mesoporos ou mesoporos (2 a 50 nm), macroporos (> 50 nm) de acordo com a escala de tamanho dos poros; de acordo com a defini\u00e7\u00e3o mais recente, os poros s\u00e3o subdivididos em microporos (<0,7 nm) e microp\u00f3los (0,7-2 nm), enquanto po\u00e7os abaixo de 100 nm s\u00e3o coletivamente referidos como nanoporos. Ent\u00e3o, como s\u00e3o os nomes desses materiais de furo?<\/p>

S\u00e9rie MCM<\/strong><\/h2>

MCM \u00e9 a abrevia\u00e7\u00e3o de Mobil Composition of Matter. Principalmente pelos pesquisadores da Mobil Oil, usando o silicato de etila como fonte de sil\u00edcio, sintetizado por um m\u00e9todo de molde macio baseado em micelas. MCM Os mosqueteiros s\u00e3o MCM-41, MCM-48 e MCM-50. O MCM-41 \u00e9 uma estrutura mesoporosa hexagonal, o arranjo de mesoporos cil\u00edndricos regulares feitos de estrutura de poros unidimensional. Mesopore di\u00e2metro ajust\u00e1vel entre 2-6,5 nm, grande \u00e1rea de superf\u00edcie espec\u00edfica. Comparado \u00e0s peneiras moleculares, n\u00e3o h\u00e1 locais de \u00e1cido Bronsted no MCM-41. Devido \u00e0 sua parede fina e baixa taxa de troca de unidades de sil\u00edcio, as liga\u00e7\u00f5es Si-O hidrolisam e reticulam em \u00e1gua fervente, resultando em danos estruturais. Portanto, a estabilidade t\u00e9rmica n\u00e3o \u00e9 boa. Os primeiros trabalhos sobre a s\u00edntese do MCM-41 foram publicados nos JACs em 1992, e as cita\u00e7\u00f5es agora t\u00eam quase 12.000 cita\u00e7\u00f5es. (J. Am. Chem. Soc., 1992, 114 (27), pp 10834-10843.) O MCM-48 possui uma estrutura celular inter-dimensional tridimensional. O MCM-50 \u00e9 uma estrutura lamelar e s\u00f3 pode ser referida como "mesoestrutura" em vez de "mesoporosa", pois a estrutura lamelar entra em colapso ap\u00f3s a remo\u00e7\u00e3o da camada formadora de surfactante e, como n\u00e3o h\u00e1 poros, isso n\u00e3o \u00e9 profundo. <\/strong><\/p>

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Figura 1 Diagrama do mecanismo de s\u00edntese MCM-41, o surfactante usado \u00e9 um surfactante ani\u00f4nico<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

SBA series<\/strong><\/h2>

SBA \u00e9 a abrevia\u00e7\u00e3o de Santa Barbara Amorphous. Entre eles, o grande nome \u00e9 SBA-15. O SBA-15 foi sintetizado pela primeira vez por Zhao Dongyuan, professor da Universidade Fudan em 1998, depois de fazer um estudo de p\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o em Santa Barbara, Universidade da Calif\u00f3rnia, EUA. Foi publicado na Science naquele ano e foi citado por mais de 10.000 vezes ( Science 23 Jan 1998: 279, 5350, 548-552.). A s\u00e9rie SBA de materiais de s\u00edlica mesoporosa \u00e9 sintetizada usando um m\u00e9todo de molde macio usando um surfactante do tipo bloco; seu tamanho de poro \u00e9 ajust\u00e1vel na faixa de 5 a 30 nm. O SBA-15 consiste em uma s\u00e9rie de canais cil\u00edndricos paralelos hexagonais com alguns mesoporos ou poros dispostos em ordem aleat\u00f3ria com uma espessura da parede celular de 3-6 nm. Devido \u00e0s paredes celulares mais espessas do SBA-15, a estabilidade hidrot\u00e9rmica do material \u00e9 melhor que a da s\u00e9rie MCM. SBA-15 \u00e9 um material poroso multidimensional que cont\u00e9m ambos os materiais mesoporosos. Ele pode remover o surfactante incorporado nas paredes dos poros durante o processo de calcina\u00e7\u00e3o, resultando em uma estrutura microporosa.<\/p>

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Figura 2 (esquerda) Imagem TEM do SBA-15 com diferentes tamanhos de poros. A extremidade hidrof\u00f3bica do surfactante tribloco (direito) entrar\u00e1 nas paredes dos poros da s\u00edlica formada. Ap\u00f3s a calcina\u00e7\u00e3o, os microporos<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie HMM<\/strong><\/h2>

O HMM \u00e9 uma abrevia\u00e7\u00e3o de Material Mesoporoso de Hiroshima e foi preparado pela primeira vez por pesquisadores da Universidade de Hiroshima em 2009. O HMM \u00e9 um material de sil\u00edcio mesoporoso esf\u00e9rico com tamanho de poro de 4-15 nm e di\u00e2metro externo ajust\u00e1vel de 20-80 nm. Na etapa de s\u00edntese, os autores primeiro formam got\u00edculas de emuls\u00e3o atrav\u00e9s da solu\u00e7\u00e3o mista \u00f3leo \/ \u00e1gua \/ surfactante e, em seguida, crescem o sil\u00edcio com as part\u00edculas de poliestireno geradas in situ como modelo, resultando em s\u00edlica mesoporosa esf\u00e9rica ap\u00f3s a remo\u00e7\u00e3o do modelo. (Materiais microporosos e mesoporosos 120 (2009) 447-453.)<\/p>

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Figura 3 Diagrama do mecanismo de s\u00edntese do HMM e imagens SEM e TEM do produto<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie TUD<\/strong><\/h2>

TUD significa Technische Universiteit Delft, tamb\u00e9m conhecida como Universidade de Tecnologia de Delft. Na micrografia eletr\u00f4nica, o TUD-1 aparece como uma espuma com uma superf\u00edcie de 400-1000 m2 \/ ge um mesoporo ajust\u00e1vel entre 2,5 e 25 nm. Na s\u00edntese de materiais, n\u00e3o h\u00e1 surfactante e a trietilamina \u00e9 usada como agente de molde org\u00e2nico. A estrutura de poros pode ser controlada ajustando a propor\u00e7\u00e3o de agente de molde org\u00e2nico e fonte de sil\u00edcio. (Chem. Commun., 2001, 713-714)<\/p>

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Figura 4 (imagem \u00e0 esquerda) SEM do TDU-1, (\u00e0 direita) Material de carbono mesoporoso sintetizado com TDU-1 como um modelo r\u00edgido<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie FSM<\/strong><\/h2>

FSM \u00e9 a abrevia\u00e7\u00e3o de materiais mesoporosos para folhas dobradas. A tradu\u00e7\u00e3o literal de seu nome \u00e9 material mesoporoso de folha dobrada. A s\u00edntese de FSM \u00e9 a s\u00edntese do material de silicato em camadas Kanemite e alquil trimetilamina de cadeia longa (ATMA) sob condi\u00e7\u00f5es alcalinas. A troca i\u00f4nica de tratamento misto ocorre para obter uma distribui\u00e7\u00e3o estreita do tamanho dos poros do material de s\u00edlica mesoporosa hexagonal tridimensional. O FSC tem uma \u00e1rea de superf\u00edcie espec\u00edfica de 650-1000 m2 \/ ge um tamanho de poro de 1,5-3 nm. (Bull. Chem. Soc. Jpn., 69, No. 5 (1996))<\/p>

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Figura 5 Diagrama TEM do FSM<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

KIT series<\/strong><\/h2>

O KIT n\u00e3o encontrou uma declara\u00e7\u00e3o muito oficial, provavelmente a abrevia\u00e7\u00e3o de Instituto Avan\u00e7ado de Ci\u00eancia e Tecnologia da Cor\u00e9ia. Tamb\u00e9m pertencente ao material de s\u00edlica mesoporoso ordenado, diferente da estrutura de poro unidirecional SBA-15 (p6mm c\u00fabico), o KIT-6 (la3d c\u00fabico) possui estrutura mesoporosa c\u00fabica interconectada. Na s\u00edntese do KIT-6, uma mistura de surfactante tribloco (EO20PO70EO20) e butanol foi usada como agente de direcionamento da estrutura. KIT-6 tamanho de poro ajust\u00e1vel em 4-12 nm, a \u00e1rea superficial espec\u00edfica de 960-2200 m2 g-1. (Chem. Commun., 2003, 2136-2137)<\/p>

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Figura 6 (esquerda) Diagrama da estrutura do SBA-15 p6mm e KIT-6 la3d, (direita) imagem TEM do KIT-6<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie CMK<\/strong><\/h2>

O m\u00e9todo comum para sintetizar carbono mesoporoso \u00e9 o m\u00e9todo de molde r\u00edgido. Peneiras moleculares mesoporosas como MCM-48 e SBA-15 s\u00e3o usadas como modelo para selecionar os precursores apropriados, carbonizar os precursores sob a cat\u00e1lise de \u00e1cido e depositar nos poros dos materiais mesoporosos Road e depois dissolver com NaOH ou SiO2 mesoporoso HF, para obter carbono mesoporoso. Em 1999, a Ryoo conseguiu replicar outros materiais mesoporosos usando materiais mesoporosos como modelos r\u00edgidos. Esta s\u00e9rie de materiais denominada CMK. Tamb\u00e9m n\u00e3o encontrou a denomina\u00e7\u00e3o oficial, mas provavelmente as Peneiras Moleculares de Carbono e a Coreia combinaram a denomina\u00e7\u00e3o. Ele produziu sucessivamente materiais de peneiras moleculares de carbono mesoporoso CMK-1, CMK-2, CMK-3, CMK-8 e CMK-9 usando MCM-48, SBA-1, SBA-15 e KIT-6 como modelos. (J. Phys. Chem. B, 103, 37, 1999.) CMK-3 \u00e9 uma estrutura hexagonal bidimensional com uma distribui\u00e7\u00e3o de tamanho de poro estreita, \u00e1rea de superf\u00edcie espec\u00edfica alta (1000-2000 m2 \/ g), volume de poro grande 1,35 cm3 \/ g) e forte resist\u00eancia a \u00e1cidos e \u00e1lcalis, \u00e9 um bom ve\u00edculo catalisador.<\/p>

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Figura 7 Imagem TEM de CMK-1 e CMK-3<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie FDU<\/strong><\/h2>

A s\u00e9rie FDU \u00e9 a abrevia\u00e7\u00e3o de Fudan University e \u00e9 o trabalho realizado pelo professor Zhao Dongyuan ap\u00f3s retornar \u00e0 Universidade de Fudan. FDU \u00e9 uma s\u00e9rie de resinas fen\u00f3licas sintetizadas pelo m\u00e9todo de soft-template. Os materiais de carbono mesoporoso ordenados podem ser sintetizados por carboniza\u00e7\u00e3o a alta temperatura e consistem em poros esf\u00e9ricos. O mesmo \u00e9 o uso de surfactante como agente de dire\u00e7\u00e3o da estrutura, o uso de precursores de resina fen\u00f3lica como mat\u00e9ria-prima, pelo m\u00e9todo de auto-montagem por evapora\u00e7\u00e3o de solvente para obter a estrutura ordenada. (Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7053-7045)<\/p>

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Figura 8 FDU-15 e FDU-16 ap\u00f3s carboniza\u00e7\u00e3o em alta temperatura<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

STARBON Series<\/strong><\/h2>

Starbon \u00e9 o nome do material de carbono mesoporoso. Porque o Starbon original foi sintetizado por pesquisadores da Universidade de York pelo m\u00e9todo sol-gel de Starch e depois carbonizado. Portanto, seu nome \u00e9 Starbon e registrou a marca \u201cStarbon\u201d. O volume de mesoporo de starbon de 2,0 cm3 \/ g, a \u00e1rea superficial espec\u00edfica de 500 m2 \/ g, pode ser usado como ve\u00edculo catalisador, adsor\u00e7\u00e3o de g\u00e1s ou agente de purifica\u00e7\u00e3o de \u00e1gua. Agora, as mat\u00e9rias-primas de Starbon podem ser estendidas para pectina e \u00e1cido alg\u00ednico.<\/p>

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Figura 9 (esquerda) Etapa de s\u00edntese do Starbon, (SEM) imagem SEM do Starbon<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie ZSM<\/strong><\/h2>

ZSM \u00e9 uma abrevia\u00e7\u00e3o de Zeolite Socony Mobil e ZSM-5 \u00e9 um nome comercial, que \u00e9 o quinto Zeolite encontrado pela Socony Mobil Corporation. Sintetizada em 1975, a Nature relatou sua estrutura em 1978. O ZSM-5 \u00e9 um sistema ortorr\u00f4mbico. \u00c9 uma esp\u00e9cie de peneira molecular de ze\u00f3lita com canais cruzados tridimensionais com alto teor de sil\u00edcio e an\u00e9is de cinco membros. \u00c9 oleof\u00edlico e hidrof\u00f3bico, possui alta estabilidade t\u00e9rmica e hidrot\u00e9rmica, e a maioria dos poros tem um di\u00e2metro de cerca de 0,55 nm Hole Zeolite.<\/p>

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Figura 10 TPSr ZSM-5 sintetizado<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie AlPO<\/strong><\/h2>

AlPO \u00e9 a abrevia\u00e7\u00e3o de peneira molecular de aluminofosfato microporoso sem \u00e1cido, que \u00e9 a \u201cpeneira molecular de segunda gera\u00e7\u00e3o\u201d desenvolvida pela UOP Company nos Estados Unidos desde os anos 80. Essas estruturas de peneiras moleculares s\u00e3o compostas por uma quantidade igual de AlO4- e PO4- tetraedro e s\u00e3o eletricamente neutras e apresentam propriedades catalisadoras de \u00e1cidos mais fracas. Com a introdu\u00e7\u00e3o de hetero\u00e1tomos, o equil\u00edbrio de carga original da estrutura de ze\u00f3lito AlPO pode ser quebrado, de modo que sua acidez, desempenho de adsor\u00e7\u00e3o e atividade catal\u00edtica foram significativamente melhorados. A estrutura do AlPO4-5 pertence ao sistema hexagonal, com um canal principal t\u00edpico de 12 membros em anel com um tamanho de poro de 0,76 nm, que \u00e9 compar\u00e1vel ao dos arom\u00e1ticos.<\/p>

S\u00e9rie SAPO<\/strong><\/h2>

SAPO \u00e9 a abrevia\u00e7\u00e3o de Silicoaluminofosfato, SAPO-34 \u00e9 a peneira molecular relatada pela primeira vez pela UCC em 1982 e 34 \u00e9 o c\u00f3digo. O esqueleto do SAPO-34 \u00e9 composto por PO2 +, SiO2, AlO2- e possui canais cruzados tridimensionais, di\u00e2metro de poro de oito an\u00e9is e locais \u00e1cidos moderados. Assim como a separa\u00e7\u00e3o por adsor\u00e7\u00e3o e a separa\u00e7\u00e3o por membrana mostraram excelente desempenho. A composi\u00e7\u00e3o do SAPO-11 \u00e9 de Si, P, Al e O quatro tipos, sua composi\u00e7\u00e3o pode ser alterada em uma ampla gama, o teor de sil\u00edcio do produto varia de acordo com as condi\u00e7\u00f5es de s\u00edntese. Ze\u00f3lito mesoporoso SAPO-11, com estrutura unidimensional de dez an\u00e9is, em um furo oval. A estrutura da peneira molecular SAPO \u00e9 carregada negativamente e, portanto, possui c\u00e1tions troc\u00e1veis e possui acidez prot\u00f4nica. A peneira molecular SAPO pode ser usada como adsorvente, catalisador e transportador de catalisador.<\/p>

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Figura 11 Imagem SEM do SAPO-11 com um tempo de cristaliza\u00e7\u00e3o de 48h<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>


Existem v\u00e1rios outros materiais porosos que n\u00e3o s\u00e3o comumente usados:
MSU <\/strong> (Michigan State University) \u00e9 uma s\u00e9rie de peneiras moleculares mesoporosas desenvolvidas por Pinnavaia et al. Da Universidade de Michigan. MSU-X (MSU-1, MSU-2 e MSU-3). MSU-V, MSU-G t\u00eam uma estrutura em camadas de ves\u00edculas multilamelares.<\/p>

HMS <\/strong><\/h2>

(S\u00edlica mesoporosa hexagonal) \u00e9 uma peneira molecular mesoporosa desenvolvida por Pinnavaia et al., Que tamb\u00e9m \u00e9 uma estrutura hexagonal com baixo grau de ordem.<\/p>

APMs<\/strong> <\/h2>

(mesoestruturas preparadas com \u00e1cido), uma pesquisa inicial de Stucky et al., foram preparadas sob condi\u00e7\u00f5es \u00e1cidas e foram uma extens\u00e3o da s\u00e9rie de processos sint\u00e9ticos MCM (meios alcalinos).
N\u00e3o apenas o nome \u00e9 muito \u00fanico, a aplica\u00e7\u00e3o de materiais porosos tamb\u00e9m \u00e9 muito extensa, s\u00e3o:<\/p>

1. Membrana eficiente de separa\u00e7\u00e3o de gases;<\/p>

2. Membrana catal\u00edtica de processo qu\u00edmico;<\/p>

Materiais 3.Substrate para sistemas eletr\u00f4nicos de alta velocidade;<\/p>

4. precursores de materiais de comunica\u00e7\u00e3o \u00f3ptica;<\/p>

5. materiais de isolamento t\u00e9rmico altamente eficientes;<\/p>

6. Eletrodos porosos para c\u00e9lulas a combust\u00edvel;<\/p>

7. meios de separa\u00e7\u00e3o e eletrodos para baterias;<\/p>

8. combust\u00edveis (incluindo g\u00e1s natural e hidrog\u00eanio) Do meio de armazenamento; <\/p>

9. Sele\u00e7\u00e3o de absorvente de limpeza ambiental;<\/p>

10. Filtro reutiliz\u00e1vel especial. Essas aplica\u00e7\u00f5es ter\u00e3o um impacto profundo nas aplica\u00e7\u00f5es industriais e na vida di\u00e1ria das pessoas.<\/p>


Refer\u00eancias:<\/strong>1. J. Chem. Soc., 1992, 114 (27), pp 10834-10843.2. Science 23 Jan 1998: 279, 5350, 548-552.3. Materiais microporosos e mesoporosos 120 (2009) 447-453.4. Chem. Commun., 2001, 713-714.5. Touro. Chem. Soc. Jpn., 69, No. 5 (1996) 6. J. Chem. Soc. Chem. Comum. 1993, 8, 680,7. Chem. Commun., 2003, 2136-2137.8. J. Phys. Chem. B, 103, 37, 1999.9. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7053-7059. <\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

UPAC separates pores into micropores (<2 nm), mesopores or mesopores (2 to 50 nm), macropores (> 50 nm) according to the pore size scale; according to the latest definition, the pores are subdivided into Micropores (<0.7 nm) and micropoles (0.7-2 nm), while wells below 100 nm are collectively referred to as nanopores. So how are…<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":19668,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-3756","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/141d2f_1ad683ac089a4a8dbd58302eb2e8e348-mv2.webp_-1.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3756","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3756"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3756\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19668"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3756"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3756"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3756"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}