2.3.1. Giới thiệu chung về vật liệu lai kim loại hữu cơ (MOFs

2.2.8.3. Vật liệu mao quản trung bình MCM-41 Vật liệu MCM-41 thuộc họ M41S được tổng hợp theo nhiều qui trình khác nhau. Thông thường, MCM-41 được tổng hợp từ nguồn silic là TEOS (hoặc TMOS) và chất ĐHCT là muối amin bậc 4 là cetyltrimethylammonium bromide (CTAB hoặc CTABr). Vật liệu MCM-41 cũng có cấu trúc MQTB sắp xếp trật tự theo dạng lục lăng cho dù được cấu tạo từ oxit silic vô định hình. Một ví dụ rất rõ ràng về cấu trúc MCM-41 được thể hiện trên Hình 60. Trên hình này chúng ta có thể nhìn trực tiếp bên trong mao quản đồng nhất sự sắp xếp răng lược phân cách các tường mỏng oxit silic vô định hình, độ dày khoảng 1-3 nm. MQTBTT xuyên qua mạng oxit silic và vẫn duy trì trật tự lục lăng. Hai hình này cho thấy MCM-41 có tỉ phần rỗng rất lớn (do sự hiện diện của MQTBTT) [106]. Tính chất này làm cho MCM-41 trở thành chất mang quan trọng trong hấp phụ và xúc tác dị thể. Hơn nữa, do MCM-41 có MQTBTT nên có thể dễ dàng cho phép các phân tử lớn đi vào mao quản và khắc phục được sự cản trở do khuếch tán thường gặp trong vật liệu zeolit.

a b

Hình 60. Ảnh TEM của vật liệu MCM-41: (a) Mặt (001); (b) Mặt (100) [106] Từ khi khám phá ra vật liệu này (từ năm 1992) đến nay, đã có hàng ngàn công bố về vật liệu MAM-41, tập trung 3 vấn đề chính: (1) Tổng hợp và chức năng hóa [92, 107, 108,...]; (2) Ứng dụng làm chất hấp phụ phẩm nhuộm [109, 110], kim loại nặng [111, 112, 113, 86, 114,...] và xúc tác [107, 108, 115, 116,...]; (3) Các vấn đề về khuếch tán [117].

2.3. Vật liệu lai kim loại - hữu cơ (MOFs, Metal-Organic Frameworks) 2.3.1. Giới thiệu chung về vật liệu lai kim loại - hữu cơ (MOFs)

MOFs (Metal Organic Frameworks) là nhóm vật liệu lai mới được sản xuất từ kim loại và các hợp chất hữu cơ có khả năng lưu trữ an toàn hyđro và metan. Sự ra đời của MOFs là một trong những bước tiến triển lớn về khoa học vật liệu ở trạng thái rắn do khả năng ứng dụng của MOFs rất rộng rãi như hấp phụ và lưu trữ khí, tách chất, trao đổi ion và dược phẩm. Với khả năng lưu trữ khí của MOFs lớn nên một trong các ý tưởng được đề xuất là dùng MOFs để lưu trữ khí hydrô dùng làm nhiên liệu cho các