Nanoporowate materiały są podstawą rozwoju współczesnych i przyszłościowych technologii związanych między innymi z tworzeniem nowej generacji urządzeń, nowych źródeł energii oraz nowych technologii katalitycznych.

Analizując cykl artykułów omawiających właściwości fizykochemiczne nanoporowatych materiałów, należy w pierwszym rzędzie przeprowadzić ich klasyfikację. Jest sprawą oczywistą, że np. w przypadku procesów adsorpcyjnych lub katalistycznych liczba zaadsorbowanych cząsteczek adsorbatu będzie zależała głównie od wielkości powierzchni właściwej adsorbentu lub katalizatora oraz od rozmiarów porów wytworzonych w badanym materiale. Gdy porównamy powierzchnię właściwą dwóch materiałów o jednakowej masie, oczywisty jest fakt, że większą powierzchnię ma ten, który ma pory o mniejszych rozmiarach, natomiast inny o większych porach ma powierzchnię mniejszą.

Zgodnie z zaleceniami Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (International Union of Pure and Applied Chemistry – IUPAC) z 1985 roku pory podzielono na trzy grupy w zależności od ich rozmiarów:

• Mikropory o rozmiarach 0 – 2 nm,

• Mezopory o rozmiarach 2 – 50 nm,

• Makropory o rozmiarach powyżej 50 nm.

Granice rozmiarów poszczególnych grup porów są umowne. Umownie wprowadzono również pojęcie nanoporów. Zwykle terminem „nanopory” obejmuje się pory o rozmiarach od 1 nm do 1000 nm, chociaż niektórzy „zawężają” ich rozmiary do 10 nm.

W wielu przypadkach materiały mają pory, których rozmiary nie są jednorodne. Oznacza to, że w materiałach mikroporowatych mogą dodatkowo występować mezo – i/lub makropory, w mezoporowatych makro- i/lub mikropory, natomiast w przypadku mikroporów dodatkowo obserwować można mezo – i mikrpory. Rozróżnienie i dokładnej klasyfikacji takich heterogenicznych porów można dokonać na podstawie analizy sorpcyjnej opisanej w monografii.

Klasyfikacja porów opiera się na badaniach:

• Powierzchni właściwej,

• Całkowitej objętości porów,

• Średniego rozmiaru porów,

• Rozkładu objętości porów względem ich rozmiarów (średnicy lub promienia).

Podstawą do wyznaczenia powyższych parametrów są izotermy adsorpcji. Kształt izoterm zależy zarówno od rozmiaru porów badanego materiału, jak i od intensywności oddziaływań między powierzchnią porów a adsorbowaną cząsteczką.

Właściwości materiałów porowatych mogą zmieniać siew dość szerokim zakresie w zależności od ich przeznaczenia i zastosowanej metody syntezy.

W dalszych rozdziałach przedstawiono najważniejsze rodzaje materiałów porowatych, ich otrzymywanie i podstawowe właściwości fizykochemiczne.

Spis treści

1. Żele krzemionkowe

   1. Przemysłowe rodzaje żele krzemionkowego

2. Tlenki glinu

   1. Odmiany tlenków glinu

   2. Właściwości powierzchniowe tlenków glinu

   3. Modele powierzchni tlenku glinu

   4. Modyfikacje powierzchni tlenku glinu

3. Naturalne krzemiany i glinokrzemiany

   1. Ortokrzemiany

   2. Krzemiany wapniowe

      1. Pirokrzemiany (dikrzemiany)

      2. Krzemiany wyspowe o pierścieniach trójczłonowych

      3. Krzemiany wyspowe o pierścieniach sześcioczłonowych

   3. Krzemiany łańcuchowe

   4. Krzemiany wstęgowe

   5. Krzemiany warstwowe

   6. Budowa ugrupowań powierzchniowych

4. Materiały ilaste

   1. Krzemiany dwuwarstwowe typu 1:1

      1. Kaolinit

      2. Haloizyt

   2. Krzemiany trójwarstwowe typu 2:1

      1. Grupa piroffilit – talk

         1. Piroffilit

         2. Talk

      2. Grupa smektytów

         1. Smektyty dioktaedryczne

         2. Smektyty trioktaedryczne

      3. Grupa wermikulitu

      4. Grupa mik

      5. Grupa chlorytów

      6. Krzemiany warstwowo-wstęgowe

         1. Sepiolit

         2. Pałygorskit

      7. Alofany

5. Pilarowane materiały ilaste

   1. Pilary glinowe

   2. Pilary cyrkonowe

   3. Pilary chromowe

   4. Pilary żelazowe

   5. Mezoporowate pilarowane minerały warstwowe

6. Naturalne i syntetyczne hydrotalkity

7. Zeolity naturalne

8. Zeolity syntetyczne

   1. Syntetyczne sodality

   2. Zeolity typu A

   3. Zeolity syntetyczne typu X i Y

   4. Zeolity synetyczne L, T, Ω

   5. Zeolity wysokokrzemowe

   6. Centra aktywne w zeolitach

   7. Właściwości sitowo – molekularne i adsorpcyjne zeolitów

9. Mezoporowate materiały krzemionkowe

10. Metalokrzemowe sita cząsteczkowe

    1. Dealuminowanie

    2. Izomorficzne podstawione sita cząsteczkowe

       1. Izomorficzne podstawianie krzemu przez glin

       2. Izomorficzne podstawianie krzemu i/lub glinu przez bor

       3. Izomorficzne podstawianie krzemu i/lub glinu przez gal

       4. Izomorficzne podstawianie krzemu i/lub glinu przez tytan

       5. Izomorficzne podstawianie krzemu i/lub glinu przez wanad

       6. Izomorficzne podstawianie krzemu i/lub glinu przez żelazo

11. Fosforany

12. Fosforany warstwowe

13. Glinofosforanowe sita cząsteczkowe

14. Naturalne manganowe sita cząsteczkowe

    1. Naturalne tlenki manganu o budowie tunelowej

    2. Naturalne tlenki manganu o budowie warstwowej

15. Syntetyczne manganowe materiały nanoporowate

16. Węglowe materiały nanoporowate I

    1. Węgiel kopalny

    2. Koks aktywny

    3. Sadza

    4. Węgle aktywne

       1. Surowce stosowane do produkcji węgli aktywnych

       2. Chemiczna budowa powierzchni węgli

       3. Oddziaływanie adsorpcyjne węgli aktywnych z kationami

       4. Oddziaływanie adsorpcyjne węgli aktywnych z anionami

       5. Oddziaływanie adsorpcyjne węgli aktywnych ze związkami organicznymi w roztworach

       6. Oddziaływanie adsorpcyjne węgli aktywnych ze związkami chemicznymi w fazie gazowej

       7. Regeneracja węgla aktywnego

       8. Produkcja węgli aktywnych

17. Węglowe materiały nanoporowate II

    1. Fullereny

    2. Nanorurki weglowe

    3. Nanowłókna węglowe

    4. Węglowe sita cząsteczkowe

    5. Uporządkowane mezoporowate węgle