Was ist mesoporöses Material?
Ein mesoporöses Material hat Öffnungen in seiner Struktur, die zwischen 2 und 50 Nanometern (NM) im Durchmesser liegen. In Bezug auf Porosität liegt es zwischen mikroporösem Material, das Öffnungen von weniger als 2 nm aufweist, und makroporöses Material, das Öffnungen von mehr als 50 nm aufweist. Eines der Hauptmaterialien in dieser Klasse ist Kieselsäure, und der Großteil seiner wissenschaftlichen Verwendung wird durch die Füllung der Poren mit einem sekundären Material verwendet. Da die Öffnungen so gering sind, verursacht das mesoporöse Material in Systemen unterschiedliche Reaktionen als das sekundäre Material allein.
In der Physik, eine Pore ist eine Messung des leeren Raums. Ein poröses Objekt enthält eine große Menge an Leere im Vergleich zu seiner Größe, während ein festes oder dichter Objekt dies nicht tut. In den meisten Fällen basiert die Bedeutung von Poren in einem mesoporösen Material auf Oberflächen und zugänglichen Poren. Alle vollständig geschlossenen Hohlräume sind in der Regel nicht für die Verwendung realisierbar.
meso ist ein Präfix, das „Mitte“ bedeutet.Ial hat seinen Namen von der Tatsache, dass es größere Poren hat als die Klasse darunter, aber kleiner als die obige Klasse. Der Grund, warum diese bestimmte Größe wichtig ist, ist einfach ihre Zwischen Natur. In gewisser Weise wirkt es sich wie ein größeres kleines Material und auf andere Weise wie ein kleines großes Material, sodass es Dinge tun kann, die die anderen Klassen nicht können.
Während ein Großteil der mesoporösen Materialien auf Kieselsäure basiert, gibt es auch mehrere andere Arten. Mehrere Metalle oder ihre anfänglichen Basen wie Zinn, Titan oder Aluminiumoxid sind mesoporös. Diese Metalle sind oft übergangs, was bedeutet, dass sie aktiv sind oder die Möglichkeit haben, sich in etwas anderes zu verwandeln. Infolgedessen werden stattdessen die viel stabileren und reichlicheren Silica -Materialien verwendet.
Die meisten Verwendungen für einen mesoporösen Material stammen aus zwei Faktoren. Erstens sind die Poren klein genug, dass sie einen vergleichsweise kleinen Teil desgesamte Substanz. Wenn ein System mit dem Material interagiert, reagiert es daher typischerweise, als wäre es rein, auch wenn Sekundärsubstanzen miteinander verbunden sind. Zweitens ist die relative Oberfläche der Substanz viel größer als ihre Größe anzeigen würde. Dies ermöglicht es, dass sich größere Materialmengen im Vergleich zu mikroporösem Material innerhalb der gleichen physischen Größe bewegen.
Die Hauptaufgaben eines gemeinsamen mesoporösen Materials fallen in zwei Kategorien: Transport und Filtration. Bei Transportjobs sind die Poren des Materials mit einer sekundären Substanz gefüllt und freigegeben. Diese Materialien werden mit ihrer Umgebung als Hauptmaterial interagieren und das sekundäre Material wird einfach mitfahren. Für die Filtration funktioniert der Prozess umgekehrt: Das reine Material wird in ein System freigesetzt, in dem sekundäre Materialien in die Poren eindringen. Dies erzeugt eine einfache Methode, um bestimmte Materialien aus einer stehenden Mischung zu entfernen.