聚合物有序孔凝胶模板制备三维有序二氧化钛材料

以聚合物有序大孔凝胶为模板,结合溶胶/凝胶过程合成了三维有序二氧化钛材料,重点研究了聚合物凝胶组成对无机材料形态的影响 当凝胶网络中不含酸时,得到无机单分散微球有序排列的结构.当聚合物凝胶含有酸时,得到无机有序孔材料.分析了酸在无机物的溶胶/凝胶过程中的催化作用和对产物结构的影响.

真空填充胶晶模板法快速制备三维有序大孔二氧化钛

以丙烯酸修饰的聚苯乙烯(PS)胶体晶体为模板,采用"三明治-真空"填充法将钛酸四丁酯的乙醇溶液填充到模板间隙中,煅烧除去模板快速高效制备了表面无覆盖层的三维有序大孔二氧化钛(3DOM Ti O2)材料。制备的3DOM Ti O2具有典型的反蛋白石结构,孔壁完整且孔径大小均匀,呈六方密堆积的FCC结构。其孔径为230 nm左右,收缩率仅为14%,孔与孔之间由小窗口相连。XRD分析表明,500℃下煅烧制备的3DOM Ti O2为锐钛矿晶型。

三维分级结构二氧化钛纳米材料的可控合成与应用研究进展

由低维度纳米尺寸单元构建组成的三维分级结构纳米材料具有优异的物理和化学特性。三维分级结构对Ti O2纳米材料的光、电、化学等性质有着显著的优化作用,Ti O2作为一种重要的宽禁带半导体材料在光催化、电化学等领域得到了广泛的研究。本文综述了各种不同维度基本组成单元构建而成的三维分级Ti O2纳米材料的合成方法,不同的合成方法得到了由纳米线、纳米片、纳米棒以及二维结构组装而成的各种不同形貌的三维分级结构Ti O2纳米材料。同时还介绍了三维分级结构Ti O2纳米材料在染料敏化太阳能电池、锂离子电池和光催化等应用领域中的最新研究进展,并对其可控合成进行了展望。

三维有序大孔二氧化钛光催化降解有机废水研究

以聚苯乙烯(PS)为胶晶模板,一定比例钛酸四丁酯、乙醇、醋酸、盐酸和水配制的溶胶溶液为前驱体,通过浸渍和低温固化过程,使溶胶在PS模板间隙内进行填充并原位凝胶,最后通过煅烧除去模板,得到三维有序大孔(3DOM)TiO2材料。将获得的3DOM TiO2材料作为一种新型光催化剂降解罗丹明B和甲基橙有机废水,同时对其降解过程中的反应动力学进行了分析。结果表明,3DOM TiO2材料具有良好的光催化降解性能,并且降解反应复合一级动力学方程。

三维负极材料二氧化钛纳米管阵列的研究进展

综述了二氧化钛(TiO2)纳米管阵列(TNTAs)的常用制备方法——模板法和阳极氧化法,以及TNTAs结构特征和表面改性对电极电化学性能的影响。指出表面改性,负载高导电率和高容量物质,以及开发高容量的亚稳态晶型TiO2(B)纳米阵列等,是TNTAs作为锂离子电池三维纳米负极材料的研究方向。

一种三维网状二氧化钛/硅复合材料的制备方法

本发明涉及一种三维网状TiQ2/Si复合材料制备方法,属于纳米材料制备技术领域.本发明特点是选取由AERQSIL工艺生产的一种髙度分散的二氧化钛P25与氢氧化钠反应,并将溶液置于反应釜中,在反应釜加人机械搅拌,通过机械外力生成极细超长的二氧化钛纳米线.选取阿拉丁公司生产的纳米级硅颗粒溶于无水乙醇溶液中,机械搅拌直至纳米级硅颗粒完全溶解.极细超长的二氧化钛纳米线和纳米级硅颗粒溶液混合,机械搅拌至均匀混合,再次放人反应釜中二次反应.本发明具有如下优点,

胶晶模板法合成三维有序大孔金属氧化物材料

以自然沉积组装的聚苯乙烯(PS)微球为胶体模板,分别以浓度为50%的钛酸四丁酯醇溶液和锆酸四丁酯醇溶液为前驱体对模板进行填充,最后通过煅烧除去模板得到了三维有序大孔(3DOM)TiO2、ZrO2材料。从SEM照片可观察到,3DOMTiO2、ZrO2材料可以看成是PS模板的逆复制,孔径大小均匀,与PS模板相比具有一定的收缩。进一步通过TEM照片观察,3DOM材料整体上呈面心立方结构,孔壁完整致密。XRD显示,制备的3DOM的TiO2和ZrO2孔壁分别为锐钛矿型和单斜晶型。

硝酸盐制备三维有序大孔金属氧化物材料研究

用硝酸盐、柠檬酸和乙醇/水按一定摩尔比配置成前驱物溶液,采用胶晶模板法,制备了三维有序大孔金属氧化物材料:Al2O3,CeO2,Cr2O3,NiO,MgO,In2O3,CeO2/Al2O3,Cr2O3/Al2O3和NiO/Al2O3.SEM观察表明,材料中大孔有序排列,大孔间由小孔相连,形成三维规则的笼状网络结构.XRD和TEM测试表明,大孔孔壁由具有纳米尺寸的金属氧化物粒子组成.实验表明,加入乙醇、柠檬酸,提高溶液对胶球润湿性,改善溶液渗透能力,避免粒子团聚,有利于有序大孔结构的形成.这一研究表明,根据硝酸盐的物理化学性质,调整溶液组成,选择合适的热处理温度,能得到大孔排列有序、三维规整性好的大孔结构材料.此法具有原料易得,操作简单的特点,是3DOM材料的一种新型高效制备路线.

三维有序大孔复合材料Ag/ZnO-TiO_2的制备及微波辅助光催化性能

采用聚苯乙烯(PS)微球作为模板剂,经溶胶-凝胶及煅烧后处理等方法制备了三维有序大孔复合材料Ag/ZnO-TiO2.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附和扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱(SEM-EDS)等手段对其组成、结构及形貌等进行了表征.结果表明,经PS微球处理后的Ag/ZnO-TiO2具有锐钛矿晶型结构,Ag以单质形式存在.该复合材料的孔结构排列整齐有序,孔壁为介孔结构,粒子堆积致密,平均孔直径约为150 nm,属于三维有序大孔材料(3DOM).在微波辅助光催化降解甲基橙等染料的研究中,该复合材料表现出较好的光催化性能,其活性明显高于商用光催化剂(Degussa P-25)等单体以及ZnO-TiO2二元体系.

三维有序大孔材料的制备及在催化领域的应用

三维有序大孔材料具有均一、有序的大孔结构,制备3DOM材料主要以胶体晶体模板法为主;综述了以胶体晶体模板技术制备金属、金属氧化物、聚合物、碳材料等各类三维有序大孔材料的方法,从制备和催化应用两方面介绍了三维有序大孔材料的研究进展;评述了三维有序大孔材料多孔结构应用于催化领域的优势,并对其中的不足提出了加以改善的措施。

胶体晶体及三维有序多孔材料的制备

以粒径为 80～ 32 0nm的单分散苯乙烯 /苯乙烯磺酸钠共聚微球为原料 ,采用一种全新而简单的制备高度有序胶体晶体模板的方法 ,利用静电相互作用、表面张力以及蒸发过程中的离子扩散等作用在液面形成了不含溶剂的高度有序的胶体晶体 .将溶胶 -凝胶前驱液在毛细效应作用下渗入胶体晶体间隙 ,待前驱液固化后 ,经煅烧去除苯乙烯微球 ,制备出了具有三维有序结构的多孔材料———倒置蛋白石 .

三维有序大孔氨基功能化材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以聚苯乙烯胶晶为模板，3-氨基-丙基-三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯为前驱物，合成了三维有序大孔（3DOM）氨基功能化SiO2-NH2材料。SEM观察表明，合成的3DOM材料具有规则整齐的大孔通孔结构，平均孔径在535—596nm之间，孔径收缩率为4．8％-14．5％。FTIR分析表明，材料中含有氨基等有机基团。BET分析表明，材料的比表面积为10．2m^2／g。合成的3DOMSiO2-NH2材料对Cr（Ⅵ）离子的吸附能力随着材料中氨基含量的增加而增大，最大吸附量为4．31mmol／g。

单分散胶粒、胶态晶体和三维有序周期性材料的研究进展

单分散胶粒是食品、印染、陶瓷、光学胶片和电磁流变体等材料的主要成分,其三维有序组装结构被通称为胶态晶体。具有三维周期性结构的胶态晶体在光电研究领域具有特殊意义。以胶态晶体为模板可复制获得结构上与其三维周期性结构反相的新型功能性介孔材料。后者兼具固体材料本身和长程周期有序结构两种特性,是当前光电领域急需的光子晶体的最佳候选。本文综合阐述了单分散胶粒、胶态晶体以及具有三维周期性有序结构的材料的制备、性质和初步及潜在应用。

胶体晶体模板法制备三维有序大孔材料的研究进展

介绍了自然沉降法、离心沉降法、过滤法、垂直沉积法、蒸发自组装法、物理限制法和电泳沉积法等各种胶体晶体自组装方法,重点介绍了采用浸渍法和纳米晶体共沉积法对胶体晶体模板进行填充的工艺以及除去胶体晶体模板获得三维有序大孔(3DOM)材料的方法,探讨了3DOM材料结构组分、孔壁结构、层次孔隙和微球形态等控制因素对孔结构的影响,论述了3DOM材料在各领域的最新应用进展,指出了目前3DOM材料的研究重点和有待解决的问题,并展望了可能的发展趋势。

三维有序大孔复合材料Ag/TiO_2的制备与不同模式下的光催化性能

采用聚苯乙烯(PS)微球和EO20PO70EO20(P123)作为模板剂,通过溶胶-凝胶及煅烧后处理等方法制备了三维有序大孔复合材料Ag/TiO2(3DOM Ag/TiO2).经傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附测试和扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱等测试手段对其组成、结构及形貌等进行了表征.结果显示,该复合材料的孔结构排列整齐有序,孔壁呈现介孔结构且分布均匀,属于三维有序大孔材料.该3DOM Ag/TiO2具有锐钛矿晶相,其Ag以单质形式存在.与商用光催化剂(Degussa P-25)相比,3DOM Ag/TiO2对光的吸收红移至可见区.考察了3DOM Ag/TiO2在紫外光、可见光以及微波辅助等不同模式下光催化降解有机污染物的性能.结果显示,其活性明显高于P-25和Ag/TiO2,且针对不同类型的有机污染物均表现出较好的光催化性能.

三维有序大孔材料的制备及应用

主要介绍了胶晶模板法制备三维有序大孔材料(3DOM),详细阐述了单分散微球的合成、胶晶模板的排列、前驱物的填充以及胶晶模板的去除,同时还归纳了3DOM材料在催化剂载体、过滤及分离材料、光子晶体和光学传感器等方面的应用,并指出了目前急需要解决的问题。

三维有序大孔材料应用研究进展

三维有序大孔(3DOM)材料兼有有序大孔结构和固体材料本身两种特性,受到人们普遍关注。介绍了3DOM材料结构,并综述了近年来3DOM材料的应用研究,如作为催化材料、载体、电极材料、传感器、光子晶体和磁性材料等;对3DOM材料未来的发展做出了展望。

三维有序结构聚苯胺/石墨烯纳米复合材料的制备及其在超级电容器电极中应用

用硼氢化钠(NaBH_4)还原氧化石墨烯得到还原石墨烯(rGO)分散液,rGO分散液与苯胺在酸性条件下原位聚合得到高比表面积三维有序结构的聚苯胺/石墨烯纳米复合材料。由场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对其表面形貌和结构进行表征。结果表明:复合材料的比表面积高达136.9 m^2/g,高于纯聚苯胺的比表面积(32.71 m^2/g);直径10~20 nm的聚苯胺纳米棒均匀地垂直生长在石墨烯表面。在0.5 A/g的电流密度下,复合材料比电容达到358 F/g,大于石墨烯和聚苯胺的比电容;当充放电电流密度由0.5 A/g增加到10 A/g时,电容保留率达74.3%,表现出增强的倍率性能;在10 A/g高电流密度下,经过500次的充放电循环后容量保持率达到83.7%。

含稀土铕配合物三维有序大孔材料的制备及其荧光性能

采用物理吸附的方法将稀土配合物嵌入三维有序大孔聚合物材料的孔内,组装了发光性能良好的含邻菲罗林-铕配合物的三维有序大孔聚合物材料(3DOM/Eu(Phen)2)。并通过扫描电镜、红外光谱和荧光光谱对3DOM/Eu(Phen)2组装体进行了表征。结果表明:组装体的结构保持了三维有序大孔材料的结构特征,在紫外灯的照射下,发出稀土离子的特征谱线,与纯配合物相比,其激发光谱发生蓝移,荧光寿命延长。