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MCM-41 ( Mobil Composition of Matter No. 41) es un material mesoporoso con una estructura jerárquica de una familia de sólidos de silicato y alumosilicato que fueron desarrollados por primera vez por investigadores de Mobil Oil Corporation [2] y que pueden usarse como catalizadores o soportes de catalizadores. [3]
Estructura
El MCM-41 consiste en una disposición regular de mesoporos cilíndricos que forman un sistema de poros unidimensional. [3] Se caracteriza por un diámetro de poro ajustable independientemente, una distribución de poros nítida, una gran superficie y un gran volumen de poros. Los poros son más grandes que en las zeolitas y la distribución de poros se puede ajustar fácilmente. [4] Los mesoporos tienen un diámetro de 2 nm a 6,5 nm.
Propiedades
A diferencia de las zeolitas, la estructura del MCM-41 no tiene centros de ácido de Bronsted porque no hay aluminio en su estructura. Por lo tanto, la acidez del MCM-41 dopado con alúmina es comparable a la de los alumosilicatos amorfos. [4]
El MCM-41 no es hidrotermalmente estable debido al ligero espesor de la pared y al bajo grado de reticulación de las unidades de silicato. [3]
Síntesis
Para lograr un diámetro de poro definido se utilizan surfactantes que forman micelas en la solución de síntesis. Estas micelas forman plantillas que ayudan a construir la estructura mesoporosa. Para MCM-41 se utiliza principalmente bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB).
El surfactante primero forma micelas con forma de varillas que luego se alinean en matrices hexagonales. Después de agregar especies de sílice, estas cubren las varillas. Más tarde, la calcinación conduce a una condensación de los grupos silanol de modo que los átomos de silicio quedan unidos por átomos de oxígeno. La plantilla orgánica se oxida y desaparece.
Usos
El MCM-41, al igual que las zeolitas , se utiliza ampliamente en el craqueo catalítico . [5] Los materiales de tipo MCM-41 se han utilizado ampliamente como soporte de catalizadores heterogéneos [6] y también se han utilizado para separaciones.
Referencias
- ^ Guo, M.; Wang, H.; Huang, D.; Han, Z.; Li, Q.; Wang, X.; Chen, J. (2014). "Biosensor amperométrico de catecol basado en lacasa inmovilizada en una matriz de carbono mesoporoso ordenado (N-OMC)/PVA dopada con nitrógeno". Ciencia y tecnología de materiales avanzados . 15 (3): 035005. Bibcode :2014STAdM..15c5005G. doi :10.1088/1468-6996/15/3/035005. PMC 5090526 . PMID 27877681.
- ^ Kresge, CT; Leonowicz, ME; Roth, WJ; Vartuli, JC; Beck, JS (1992). "Tamices moleculares mesoporosos ordenados sintetizados mediante un mecanismo de plantilla de cristal líquido". Nature . 359 (6397): 710–712. doi :10.1038/359710a0. ISSN 0028-0836. S2CID 4249872.
- ^ abc Reichinger, M. (2007) Poröse Silikate mit hierarchischer Porenstruktur: Synthese von mikro-/mesoporösem MCM-41 und MCM-48 Materialien aus zeolithischen Baueinheiten des MFI-Gerüststrukturtyps, Disertación Ruhr-Universität Bochum (en alemán)
- ^ ab Silaghi, M.-C., Chizallet, C., Raybaud, P. (2014). "Desafíos en los aspectos moleculares de la desaluminación y desilicatación de zeolitas". Materiales microporosos y mesoporosos . 191 : 82–96. doi :10.1016/j.micromeso.2014.02.040.
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ^ Sayari, Abdelhamid (1996). "Catálisis mediante tamices moleculares mesoporosos cristalinos". Química de materiales . 8 (8): 1840–1852. doi :10.1021/cm950585+.
- ^ P. Chatterjee; H. Wang; JS Manzano; U. Kanbur; AD Sadow; II Slowing (2022). "Los ligandos de superficie mejoran la actividad catalítica de las nanopartículas de Au soportadas para la α-oxidación aeróbica de aminas a amidas". Catal. Sci. Technol . 12 (6): 1922–1933. doi : 10.1039/D1CY02121D . S2CID : 246575960.