乔振安教授课题组：《Angew. Chem. Int. Ed.》大规模无溶剂方法学合成介孔材料

介孔材料凭借其超高的比表面积、大而均一可调的孔径和孔容以及独特的孔道结构等本征属性，在催化、吸附与分离、生命医学、能源存储与转换、传感等领域有着广泛的应用前景。介孔材料的合成方法是基于混合溶剂体系的湿化学方法，调节骨架前驱物分子与模板剂之间的相互作用触发并诱导无机-有机自组装，制备过程中有机溶剂的大量引入和传统有机表面活性剂作为造孔剂导致成本昂贵且产率产量较低，极大地限制了介孔材料的基础科学研究和工业化生产与应用。

乔振安课题组使用廉价的阳离子聚合物聚乙烯亚胺作为造孔剂和稳定剂，利用聚乙烯亚胺的富氨基结构与前驱物分子强烈的电荷作用，前驱物分子在聚乙烯亚胺链段间隙快速水解聚合，开发了一条大规模的无溶剂自组装方法制备介孔材料。该策略合成过程简易，大大缩短了合成周期，在室温下研磨五分钟即可完成无机前驱体和聚合物的自组装过程。合成过程中避免了溶剂的使用，极大降低生产能耗和成本，减少环境污染。该方法可以普适的合成单组分的介孔材料，如SiO₂、TiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂等，和多组分的介孔材料，如掺杂、复合和多元金属氧化物。产率100%且产量高，单次合成10克以上产品；聚乙烯亚胺通过简单的分离提纯实现多次的重复利用。该无溶剂自组装方法为介孔材料的大规模工业生产和应用提供了可能。

图:无溶剂自组装法合成介孔材料的示意图

文章详情：HailongXiong, Hongru Zhou, Ge Sun, Zhilin Liu, Liangliang Zhang, Ling Zhang, Fei Du, Zhen-An Qiao,* Sheng Dai Angew. Chem. Int. Ed. 2020,27.11053.

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202002051