www.188betkr.com 讯国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)在1972年对多孔材料的孔道孔径尺度的定义：<2nm孔径的孔为微孔材料，孔径>50nm的为大孔材料，而孔径介于两者之间2-50nm的则被定义为介孔材料。该定义为多孔材料的分类、研究及应用提供了统一的科学依据。
随着硅酸盐矿物在功能材料领域研究与应用的不断深入，以其为原料制备功能材料展现出显著优势。一方面，天然硅酸盐矿物来源广泛且价格低廉，以此为原料能大幅降低多孔材料的生产成本，为其规模化生产和广泛应用奠定了经济基础；另一方面，可以有效解决我国天然矿物资源高价值利用的问题，将原本可能闲置或低效率使用的资源转化为高附加值的功能材料，创造了可观的经济与社会效益，符合资源可持续发展战略。
硅酸盐矿物制备多孔材料的主要方法
当前，科研工作者针对硅酸盐矿物研发了多种制备多孔材料的方法，其中具有良好可行性和应用前景的方法如下：
（1）柱撑法或插层法
层状硅酸盐矿物的表面和层间空间是可以改变的，特别是蒙皂石族类矿物（如蒙脱石、皂石和锂皂石）的层间空间可以通过离子交换作用或其他物理和化学相互作用与新的客体阳离子相互作用。柱撑法就是基于高岭土和蒙脱石等层状硅酸盐矿物具有的膨胀性、离子交换性和吸附性特点，利用改性剂将金属阳离子引入到粘土矿物的层间域，在层间域形成柱状的金属氧化物群，粘土矿物层间被撑开，产生孔径2.0nm大小的多孔材料。
常用的柱撑剂主要是一些具有催化功能的无机阳离子，如Al3+、Ce3+、Zr4+等，而常用的插层剂则多为有机物，主要有十二烷基三甲基溴化铵、十六氨基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、吡啶类衍生物和其他阳离子型表面活性剂等。
（2）机械活化酸浸
机械化学活化是利用冲击、剪切、摩擦、压缩和研磨等机械力的作用使物质形态发生一定的变化，使其具有一定的活性。机械化学活化浸出法主要原理是先利用机械粉磨使矿物原料的颗粒粒径减小，比表面积增大，同时使得矿物的结构部分破坏，产生大量的活性点，然后进行浸出处理。
（3）酸碱改性
硅酸盐矿物的酸碱改性是采用酸碱处理等手段部分破坏硅酸盐矿物晶体的片层状或链状结构，对其中的硅氧四面体片或金属阳离子八面体片中的成分进行浸出，从而改善其孔道性能，增大其比表面积。
（4）水热合成法
硅酸盐矿物中（如高岭土、伊利石和膨润土等）化学成分主要为氧化硅和氧化铝，可以作为硅铝源，用于沸石分子筛的合成过程。与常规凝胶法合成的沸石相比，以硅酸盐为原料合成的沸石分子筛和催化剂，在沸石晶粒大小、水热稳定性、活性和抗重金属性能等方面具有独特的特点，且由于硅酸盐矿物价格低廉、合成沸石成本低，因此在学术界和企业界引起人们的开发研究兴趣。
硅酸盐矿物制备多孔材料应用
硅酸盐矿物制备的多孔矿物材料目前的核心应用领域为废水处理领域，具体可细分为以下两类场景：
有机染料废水吸附处理：如以层状硅酸盐矿物（绿泥石）、链状硅酸盐矿物（硬硅钙石）及工业固体废弃物（含锆硅渣）为原料制备的多孔材料，对有机染料（以亚甲基蓝MB为代表）具有优异的吸附性能，可作为高效吸附剂用于有机染料废水的净化处理。
以锆硅渣为硅源合成的MCM-41的SEM (a)和TEM (b,c,d)图像
重金属废水吸附处理：如通过对MCM-41有序介孔材料进行氨基改性（如制备HN2-600chl-M、HN2-700xon-M），可赋予材料吸附重金属离子的功能，进而用于重金属废水的处理，重点针对的重金属离子为Pb2+（铅离子）和Ni2+（镍离子）。
结语
天然硅酸盐矿物凭借储量大、价格低廉、来源广泛的特点，在制备介孔材料方面具备显著的环保与经济优势。当前其在废水处理领域的应用已取得良好成效，未来在催化、光电材料及有害气体吸附等领域的研究与应用潜力巨大，值得科研工作者进一步深入探索，以拓展其应用边界，实现更大的社会与环境价值。
参考来源：层状及链状硅酸盐矿物制备多孔材料及其应用基础研究
(www.188betkr.com 编辑整理/九思)
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