Synthesis, Characterization and Nuclear Applications of MCM-41 and MCM-48 Mesoporous Materials

Abstract

This study examines MCM-41 and MCM-48 mesoporous materials, focusing on their synthesis, analytical characterization, and potential applications in the nuclear sector. MCM-41 and MCM-48 are classified within the M41S family of systematically organized mesoporous silica materials, synthesized using surfactant templated sol-gel methodology. MCM-41 has a hexagonal configuration of cylindrical mesopores with diameters ranging from 2 to 50 nm, while MCM-48 has a cubic bicontinuous topology with interconnected three-dimensional pore networks. The materials were characterized using various techniques, including X-ray diffraction, SEM, TEM, EDS, BET analysis, FTIR, zeta potential assessments, laser granulometry, and differential thermal and thermogravimetric analysis. The materials exhibited remarkable attributes including elevated surface areas, consistent pore size distribution, substantial pore volumes, and outstanding thermal stability ==================================================================================================== Cette étude examine les matériaux mésoporeux MCM-41 et MCM-48, en se concentrant sur leur synthèse, leur caractérisation analytique et leurs applications potentielles dans le secteur nucléaire. MCM-41 et MCM-48 font partie de la famille M41S de matériaux de silice mésoporeux organisés systématiquement, synthétisés par une méthode sol-gel à matrice tensioactive. MCM-41 présente une configuration hexagonale de mésopores cylindriques de diamètres compris entre 2 et 50 nm, tandis que MCM-48 présente une topologie cubique bicontinue avec des réseaux de pores tridimensionnels interconnectés. Les matériaux ont été caractérisés par diverses techniques, notamment la diffraction des rayons X, le MEB, le MET, l’EDS, l’analyse BET, la FTIR, les évaluations du potentiel zêta, la granulométrie laser et les analyses thermiques et thermogravimétriques différentielles. Les matériaux présentaient des attributs remarquables, notamment des surfaces élevées, une distribution constante de la taille des pores, des volumes de pores substantiels et une stabilité thermique exceptionnelle.