多孔陶瓷是一種含有一定量空隙的無機非金屬粉末燒結體，與其他無機非金屬（致密陶瓷）的根本區別在于其是否含有空隙（氣孔）及含有多少體積百分比的空隙（氣孔）。

由于這些氣孔的存在，多孔陶瓷的結構、性質、功能都發生了顯著的改變，具體可分為以下5個部分：①體積密度小，質量較輕；②較大的比表面積和良好的過濾功能；③低的熱傳導率，良好的隔熱和隔音性能；④良好的化學和物理穩定性，可適應各種腐蝕環境，具有良好的機械強度及剛度，耐熱性好；⑤工藝簡單，成本低廉。

再綜合陶瓷材料特有的耐高溫、耐腐蝕、高的化學和尺寸穩定性，也難怪多孔陶瓷材料可以在多個領域都有著廣泛的應用，如氣體液體過濾、凈化分離、吸聲減震、保溫材料、生物殖入材料，特種墻體材料和傳感器材料等中國建材網cnprofit.com。

單級孔的局限

依據國際和應用化學協會（TUPAC）的定義，基于孔直徑的大小可以將多孔材料分為三種∶孔徑大于50nm的大孔材料（macroporousmaterials），孔徑介于2~50nm的介孔材料（mesoporousmaterials）和孔徑小于2nm的微孔材料（microporousmaterials）。不過，即便這三種材料各有所長，但由于孔徑的限制，它們在應用上其實都存在一定的局限性。

為什么會這么說呢？一方面，為了實現反應物和產物的快速傳輸，往往要求材料具有足夠多的大孔作傳輸通道，使其具有優異的通透性；但過多大孔的存在使得材料脆性大、強度低。另一方面，為了使材料具有足夠大的比表面積，足夠數量的微孔和介孔是必要條件；但孔徑過小的介孔和微孔又不利于大體積客體分子的進出與傳遞，難以滿足如大分子催化、過濾及吸附等化學過程的需求。

顯然，單級孔陶瓷已經無法滿足部分領域的需求，亟需在結構上做出改善，目前“多級孔”被公認為是最有前景的改進方向之一。

多級孔的優勢

多級孔材料，顧名思義就是將具有兩種或兩種以上孔結構的復合材料，或者包括兩種或多種不同尺寸的同級孔的復合孔材料。與單級孔材料相比，多級孔材料兼具通透性好、孔隙結構發達、比表面積和孔體積大等優點，很好地打破了前者孔結構單一的局限，因此越來越受到研究人員的關注。

多級孔硅藻土陶瓷的SEM照片

目前多級孔材料主要分為微孔-介孔材料、微孔-大孔材料、介孔-大孔材料、微孔-介孔-大孔材料以及含有兩種或多種不同孔徑的介孔-介孔材料?？刹捎玫牟糠种苽涔に囉校?/p>

①大孔-介孔材料：模板法、發泡法、溶膠．凝膠法及熔鹽法等；

②微孔-介孔材料：化學活化法、模板法和水熱法等；

③介孔-介孔材料：水熱法、模板法、溶膠凝膠法及自組裝法等。

由于結合了多種孔材料的優勢，多級孔陶瓷材料在液相色譜分離、能源、氣/液體過濾、催化劑載體、高溫隔熱材料、超級電容器及生物工程等領域都有著廣泛的應用和潛在的應用前景。

例如，大孔-介孔復合孔材料就能解決介孔材料只能用于小分子化學反應過程，而無法適應有機大分子或生物大分子在其孔道內擴散和傳輸的問題，從而大大拓展了多孔材料在催化、吸附、分離、能源及生物醫學等領域的應用。另外，研究表明多級孔材料在用作催化劑載體時，可以提高反應分子在孔道內的擴散效率，從而提高催化過程中物質的傳遞效率。