介孔材料的结构和性能介于无定形无机多孔材料和具有晶体结构的无机多孔材料之间,主要特点有:①规则的孔道结构,可在微米尺度保持高度的孔道有序性:②孔径分布窄,在2~50纳米可调;③比表面积大(1000米2/克),孔隙率高;④经过优化合成条件或后处理,具有较好的水热稳定性。按照化学组成分类,介孔材料可分为硅基和非硅基。硅基介孔材料可分为纯硅介孔材料和掺杂其他元素的介孔材料;非硅基介孔材料主要包括碳、过渡金属氧化物、磷酸盐以及硫化物。按照有序分类,介孔材料可分为有序介孔材料和无序介孔材料。有序介孔材料具有较大的比表面积,良好的机械稳定性、表面化学惰性、导电性及可改性的表面;无序介孔材料孔道范围较大,孔道形状不规则。
介孔材料包括无机干凝胶、柱撑黏土和介孔分子筛等。介孔分子筛的合成方法主要采用水热合成法,过程是首先生成比较柔顺和松散的表面活性剂和无机物种复合产物;用水热处理提高无机物种的缩聚程度以及提高复合产物结构的稳定性;焙烧或溶剂抽提除掉复合产物中的表面活性剂,得到类似液晶结构的无机多孔骨架。此外还有室温合成法、微波合成法、湿胶焙烧法、相转变法,以及在非水体系中蒸发诱导自组装法合成。对于介孔材料的形成机理暂没有统一定论,但所有机理均离不开模板分子的超分子自组装以及无机物与模板分子之间的相互作用(包括静电作用和氢键作用等)。介孔材料的优越性在于其具有均一可调的介孔孔径和稳定的骨架结构,具有一定壁厚且易于掺杂的无定形骨架组成和比表面积大且可修饰的内表面。但由于纯硅介孔材料水热稳定性不高,向介孔分子筛中引入金属及其氧化物、负载金属、金属配合物及有机物等活性物质的研究引起广泛关注。介孔材料在药物靶向传输、工业催化、环境保护、吸附分离、电化学传感器等高科技领域具有潜在的应用价值。