Creation and study of organic zeolite-like materials

Abstract

Создание органических цеолитов является одним из перспективных направлений современной химической физики. Такие материалы обладают уникальными свойствами и применимы для широкого спектра приложений. Настоящая статья посвящена способу формирования термически стабильной кубической гироидной фазы, являющейся органическим цеолито-подобным материалом. Данная структура может быть использована для создания ион-проводящих мембран, систем разделения, а также в катализе. Основой рассматриваемого способа является самоорганизация амфифильных соединений. Creation of organic zeolites is one of the promising areas of modern chemical physics. Such materials have unique properties and are applicable for a wide range of applications. This paper deals with the method of forming thermally stable cubic gyroid phase, which is organic zeolite-like material. This structure can be used to create ion-conducting membranes, separation systems and in catalysis. The base for proposed method is the self-organization of amphiphilic compounds. ц еолиты, как класс микропористых материалов, широко используются для катализа, адсорб-ционного разделения и ионного обмена [1]. Кроме того, цеолиты успешно применяются в микро-электронике, медицине, очистке нефти и в нефтега-зохимической промышленности [2]. Высокий инте-рес к такого рода материалам вызван особенностями их состава и уникальной регулярной пористой струк-турой с размерами пор от 0,3 до 2,0 нм. Основные свойства цеолитов, обусловленные их топологией, морфологией и химическим составом: огромная специфическая поверхность, возможность разде-ления реагента и продукта, высокая адсорбцион-ная емкость, возможность изменения электронных свойств активных центров в присутствии сильного электрического поля, эффекты локализации в преде-лах пор, вызывающие преактивацию молекул.Структуры, образованные органическими моле-кулами, являются наименее изученным видом пористых систем, несмотря на огромный потенциал их использования в различных приложениях [3][4][5]. Концепция "органических цеолитов" впервые поя-вилась в связи с изучением особенностей физико-химического поведения некоторых координацион-ных комплексов [6,7]. Однако молекулы первых "органических цеолитов" по своему составу не были по-настоящему органическими и цеолитными. Термин "органические цеолиты" был введен в [7] для определения любого твердого вещества органиче-ской природы, способного обратимо адсорбировать большое количество гидрофобных соединений [8]. Другими словами, этот термин был использован в узком смысле для обозначения пористого харак-тера нового материала (характеристики, присущей истинным цеолитам), в то время как определение "органический" применялось для подчеркивания гидрофобной природы внутренней поверхности пор. Термин попал в литературу только в 1980-90-х годах [9,10]