Введение в физическую химию формирования текстуры гетерогенных катализаторов (часть III), страница 20

Рассмотрим возможное влияние гидратированных катионов и анионов на форми-рование катализаторов и носителей, получаемых методом осаждения в водных растворах.

1.5. Формирование структуры: темплаты  и координаторы

В известной литературе механизмы самоорганизованной сборки обычно связы-вают с наличием темплатов (наиболее подходящий русский аналог слова templateшаблон), а произодный термин темплатирование (templating) зачастую используют как в ситуациях, когда  роль темплата выполняет заранее сформированая достаточно протяженная поверхность (жесткая или относительно мобильная), так и в ситуациях, когда эту роль выполняют отдельные ионы или молекулы относительно малого раз-мера. В обоих случаях сборки критическим является взаимодействие ПСГ с ”темпла-том”, но детальные механизмы организованной сборки в этих ситуациях существенно различны, соответственно, существенно различаются и способы управления процес-сами сборки. Поэтому применение одного и того же термина к достаточно разным процессам может приводить не только к недоразумениям, но и серьезным ошибкам.

В супрамолекулярной химии используются заимствованные из биологии термины рецептор и субстрат, где  субстрат – меньший по размерам компонент, участвующий в взаимодействии [42]. Популярны также термины “гость“ и “хозяин“, но эти термины подразумевают заранее заданное неравноправное положение партнеров,  участвующих во взаимодействии, что не всегда бесспорно.

В обзоре Ферди Шюта [[82]], который начинается с критики чрезмерно широкой и поэтому неудачной трактовки терминов темплат и темплатирование, пришедших, по мнению автора, из литературы по цеолитам (впервые этот термин использован, по-видимому, в работах [[83],[84],[85]]), в качестве альтернативы предложено разделять темплаты и соответствующие им процессы (механизмы) темплатирования на два принципиально разных типа экзотемплатирование и эндотемплатирование (по аналогии с экзо- и эндоскелетом в биологии). Эти типы иллюстрируется на рис.7 и 8.


Рис.7. Принципиальная схема экзотемплатирования по [82]: пористое пространство тела a, например, образованного фазой SiO2, выполняющего роль темплата (шаблона), полностью заполняется другой фазой, например, углеродом, далее темплат полностью растворяется (например, SiO2 растворяют в HF). В результате образуeтся реплика б, пористое пространство которой воспроизводит структуру каркаса темплата а; рисунки в и г – на поверхность темплата с корпускулярной структурой, например, силикагеля или опала, наносится пленка (слой) из другого материала, например, углерода, после растворения темплата остается реплика г.

Рисунок 7 иллюстрирует наиболее простые и очевидные варианты темплатиро-вания, являющихся аналогом многих распространенных технологий копирования изделий по шаблону, например, в литейном производстве, при штамповке, прессовании, копировании гипсовых скульптур или масок и т.д. Варианты а и в отличаются тем, что во втором случае, при неполном заполнении свободного пространства темлата, копируется только профиль межфазовой границы между темплатом и репликой. Предложенный для таких ситуаций термин включает приставку экзо- (от греч. ехõ – снаружи, вне) и соответствует внешнему шаблону.

Такой вариант шаблонирования в последнее время широко используется для получения мезопористого углерода и пористых углерод-минеральных композитов с регулярной структурой путем введения жидких или газообразных углеродсодержащих предшественников в цеолиты и мезопористые материалы с регулярной структурой, последующей трансформацией этого предшественника в углерод и растворением “темплата“ (см., например, [82,[86] ]), другие примеры см. например, в [82,[87]].