胶体晶体模板法制备有序多孔堇青石材料研究

采用乳液聚合法制备了单分散P(St-AA)微球,经自然沉降法制成胶体晶体模板,再利用胶晶模板法制备了有序多孔堇青石。利用FTIR、SEM、DSC、XRD等方法对P(St-AA)微球单分散性及有序多孔堇青石结构进行了研究。结果表明,当AA用量占单体总量的5.0%时,制备的P(St-AA)微球的单分散性及其胶体晶体微球结构最佳。经烧结去除P(St-AA)微球得到的有序多孔堇青石材料的孔径较单分散P(St-AA)微球稍小,约为200nm左右。当烧结温度为1200℃,多孔材料为α-堇青石相。

烧结温度对SiO_2胶体晶体模板结构的影响研究

采用Stber法制备了单分散的SiO2球形颗粒,并在重力沉积条件下制得了高度有序的SiO2胶体晶体模板。采用TG、FTIR、UV-Vis和SEM等表征手段研究了烧结温度对SiO2胶体晶体模板结构的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,二氧化硅微球间的间隙逐渐减小、排列更加规整有序。采用该二氧化硅胶体晶体(700℃下烧结)为模板制得了聚偏氟乙烯有序多孔材料。

PMMA胶体晶体模板法制备SiO_2多孔材料

通过PMMA胶体晶体模板法制备了有序的SiO2多孔材料.首先采用两阶段加料的无皂乳液聚合方法,成功地合成了单分散的甲基丙烯酸改性聚甲基丙烯酸甲酯微球,然后将聚合合成的胶乳在一定温度下蒸发一段时间使单分散微球组装成大面积的有序胶体晶体,再以硅溶胶填充胶体晶体,经干燥后煅烧去掉PMMA胶体晶体模板等过程制备较大面积有序的SiO2多孔薄膜.粒径分析、紫外-可见光透过光谱图分析结果表明:所制备的甲基丙烯酸改性聚甲基丙烯酸甲酯微球为单分散且粒径为250 nm左右.扫描电镜、热失重、红外光谱等分析结果表明:SiO2多孔材料孔洞规则排列、相互连接、较好的复制了胶体晶体的有序结构,孔径分布在250 nm左右.

胶体晶体模板法合成有序大孔聚甲基丙烯酸甲酯

以离心沉降技术组装的二氧化硅胶体晶体为模板,从同种尺寸的二氧化硅微球出发,合成了孔的结构和形貌不同的两种有序大孔聚甲基丙烯酸甲酯。采用扫描电镜对模板、复合物及聚合物的形貌和微观结构进行了观察和表征。实验结果表明,所合成的聚甲基丙烯酸甲酯具有高度有序的多孔结构,模板的热处理工艺对孔的形状和连通性均有重要影响。

胶体晶体模板法制备有序多孔TiO2薄膜的研究

采用两阶段种子乳液聚合法制备了表面含一定量HEA的单分散P(St-co-HEA)微球,通过垂直成膜法,在适当温度下制得该微球的胶体晶体薄膜,配置以钛酸四丁酯为钛源的前驱体溶液来浸泡该薄膜,充分水解后,煅烧除去该模板,即得到有序多孔的TiO2薄膜。研究了聚合反应过程中,引发剂用量、反应温度、反应时间、第二单体量等对单体转化率、微球形貌及粒径的影响。采用FTIR、SEM等对单分散P(St-co-HEA)微球粒径及形貌进行了表征。并对最终的TiO2薄膜进行了SEM表征,其平均孔径约为190nm。

PMMA胶体晶体模板法制备三维有序大孔TiO_2/SiO_2

以密堆积的聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,用一种预制备的水分散性TiO2纳米晶、正硅酸乙酯、水和乙醇制成混合溶胶,通过一种浸渍-抽滤方法,将混合溶胶充填于模板微球之间的间隙,原位形成凝胶,最终通过焙烧除去模板微球得到三维有序大孔TiO2/SiO2复合氧化物。样品的SEM结果表明,所形成的球形孔大小均匀,孔径在195$5nm,并以六方和四方的有序排列在三维方向上延伸。样品的TEM和XRD表明大孔的孔壁中含有6～7nm的锐钛矿型TiO2纳米晶。

胶体晶体模板法制备ZnS纳米阵列及其物性研究

采用单层聚苯乙烯胶体晶体模板法制备了ZnS二维纳米阵列,通过扫描电子显微镜,X射线衍射仪和光致发光谱仪对ZnS纳米阵列进行表征。结果表明,纳米阵列单元为规则有序的六角排列,其形貌与前驱体的浓度密切相关,制备的ZnS纳米阵列为闪锌矿结构,其紫外发射带位于360nm^400nm。

二维纳米胶体球模板和Cu纳米颗粒阵列的制备

直径为500 nm的纳米球刻蚀模板是通过自组装法制备的.整个实验揭示了自组装过程的影响机制,并得到形状规则,排列均匀一致的单层胶体晶体掩模板.利用离子束溅射得到纳米环阵列,SEM图可以看出纳米环阵列大小均匀,完全按照预期的点阵结构排列.

PS微球的制备及三维胶晶模板的组装和应用

研究了PS微球合成中单体、引发剂和乳化剂浓度以及聚合温度对粒径及分布的影响。采用高速离心沉淀法、恒温加热蒸发诱导法和自然沉降法对单分散PS微球进行了组装,得PS胶体晶体模板,并以其为模板制备了锂离子筛前驱体Li4Mn5O12。用纳米粒度及ZETA电位分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、饱和交换容量等表征了材料的粒径及分布、形貌、结构和离子交换性能。结果表明:通过控制反应条件可以在一定范围内制得粒径均一、单分散性好、表面规整光滑的PS微球;PS胶体晶体模板三维有序,排列规整;酸改性后的离子筛前驱体对Li+饱和交换容量为7.49mol/g锂离子筛。

浓度对提拉组装二维胶晶模板及其缺陷的影响

分析了浸渍-提拉法制备二维聚苯乙烯胶体晶体模板的组装过程中微球的受力情况、运动状态和二维胶体晶体组装过程中空白和多层区域的产生过程;通过浸渍-提拉自组装了大面积有序的胶体晶体,研究了影响二维胶体晶体组装质量的两个主要参数提拉速度和粒子浓度之间的关系。结果表明,适当提高胶体粒子浓度有助于降低环境波动带来的影响而快速得到高质量的二维胶体晶体。测试不同浓度下组装二维胶体晶体的合适速度可知,当浓度小于8%(体积分数)时,理论与实验符合得较好。

溶胶-凝胶模板法制备有序大孔TiO_2微球

以无皂乳液聚合方法自制的单分散聚苯乙烯(PS)微球乳液为原料,利用PS自组装制备了有序胶体晶体模板("蛋白石"),采用溶胶-凝胶模板法制备了有序大孔TiO2微球("反蛋白石"),其孔呈六边形,孔径分布均一,约为200nm。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对其形貌特征及晶型进行了表征,结果表明,采用表面含有羧基的单分散聚苯乙烯微球及高的硅油黏度制得的模板有序度高;通过控制煅烧温度可以改变有序大孔TiO2微球的晶型,当煅烧温度为500℃时,其晶型为锐钛型,当煅烧温度为700℃时,其晶型则为金红石型。

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。

溶胶-凝胶模板法制备有序多孔二氧化铈薄膜

采用乳液共聚法制备了聚苯乙烯-丙烯酸羟乙酯[P(St-HEA)]微球,通过流延成膜法制备了P(St-HEA)薄膜,再利用溶胶-凝胶模板法煅烧得到有序多孔二氧化铈(CeO2)薄膜.采用红外光谱、扫描电镜以及X射线衍射分析对P(St-HEA)微球单分散性及有序多孔CeO2薄膜表面形貌和结构进行了表征.结果表明,当丙烯酸羟乙酯(HEA)用量占总单体的用量低于10%(质量分数)时,制备的P(St-HEA)微球单分散性和表面较好.通过P(St-HEA)的胶体晶体模板制备了有序多孔CeO2薄膜,所得孔径约为190 nm,X-射线衍射分析显示有序多孔CeO2薄膜是立方萤石结构.

溶胶-凝胶模板法制备三维有序大孔TiO_2微球

采用无皂乳液聚合方法自制的单分散聚苯乙烯(PS)微球乳液为原料,并以PS微球自组装制备了有序胶体晶体模板("蛋白石"),采用溶胶-凝胶模板法制备了三维有序大孔TiO2微球("反蛋白石"),其孔呈六边形,孔径分布均一,约为200 nm,运用SEM,XRD对其形貌特征及晶型进行表征。结果表明,采用表面含有羧基的单分散聚苯乙烯微球及高的硅油粘度制得的模板有序度高;控制煅烧温度可以改变有序大孔TiO2微球的晶型,当煅烧温度为500℃时,其晶型为锐钛型,当煅烧温度为700℃时,其晶型则为金红石型。

模板法制备三维有序氧化钛薄膜的结构调控

以聚苯乙烯微球胶体晶体为硬模板、四氯化钛为氧化钛前驱体,结合控制浸渍-煅烧工艺制备了三维有序TiO2薄膜材料,重点考察了浸渍液中TiCl4的浓度对最终TiO2薄膜样品结构的影响。利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和N2吸附/脱附等手段对样品的结构特征进行表征。XRD分析表明,经500℃煅烧2 h后所得样品为锐钛矿相TiO2;SEM结果显示,在本实验条件下随着前驱体溶液中TiCl4浓度的增大,TiO2薄膜的微观结构逐步由三维有序大孔TiO2(three-dimensional ordered macro-porous TiO2,3DOM-TiO2)演变为三维有序TiO2中空球(three-dimensional ordered TiO2hollow-spheres,3DOH-TiO2);TEM结果表明,3DOM-TiO2和3DOH-TiO2薄膜样品骨架由氧化钛纳米颗粒组成,大孔孔壁和中空球壳壁上存在由TiO2纳米颗粒堆积形成的不规则介孔。

模板法制备半导体纳米阵列及其形态调控

以聚苯乙烯单层胶体晶体为模板,分别采用溶液浸渍法和磁控溅射法制备Ti O2和Zn O二维纳米阵列。研究了前驱体浓度、溅射时间和溅射功率对纳米阵列形态的影响,研究发现随着前驱体浓度的降低,Ti O2纳米阵列的形貌由孔状变为环状。对于特定的Zn O孔状阵列,随着溅射功率的增大和溅射时间的延长,阵列的表面形貌也出现了明显的变化。结果表明,利用模板法制备的纳米阵列的形态可通过实验参数来进行调控。

胶体晶体模板法制备三维有序大孔复合氧化物

胶体晶体模板法是制备三维有序大孔(3DOM)复合氧化物材料的有效方法。制备过程一般包括3个步骤:首先,将单分散微球堆积成三维有序排列的胶体晶体;其次,将液态前驱体填充到胶体晶体的间隙,并在原位转化为固体骨架;最后,将微球去除,在原来微球间的空隙位置得到固体骨架,原来微球占据的位置则成为相互连接的孔穴。其中,胶体晶体模板的组装、前驱体的填充以及模板的去除都是制备3DOM复合氧化物的关键影响因素。本文针对这几个控制因素对胶体晶体模板法制备3DOM复合氧化物的影响进行了概述,并对孔结构的表征以及材料在催化和电极材料等方面的应用作了简单介绍。

胶体晶体模板法制备有序多孔SiO_2微球

采用两阶段种子乳液聚合法制备了单分散P(St-AA)微球,然后在硅油悬浮体系中自组装微米级胶体晶体微球,利用胶体晶体模板法制备了有序多孔SiO2微球。采用FT-IR,SEM等方法对P(St-AA)微球单分散性及有序多孔SiO2微球结构进行了表征。结果表明,当AA用量占单体总量的5.0%时,制备的P(St-AA)微球的单分散性及其胶体晶体微球结构较好。经烧结得到的有序多孔SiO2微球孔径约为200 nm。

胶体晶体模板法制备三维有序大孔材料及其应用

胶体晶体模板法是制备三维有序大孔材料的重要方法,其制备过程一般为:首先将单分散胶体微球组装成有序的胶体晶体形成模板;其次将前驱物填到模板间隙转化为固体骨架;最后去除模板得到相应3DOM材料。胶体晶体模板的制备、填充、去除是制备三维有序大孔材料的关键步骤,本文对此做了具体阐述并探讨了其中的几个影响因素,并论述3DOM材料的在催化、吸附领域的最新应用进展。

胶体晶体模板法制备三维有序多孔碳材料及其电化学性能

胶体晶体模板是一种纳米微球自组装形成的三维周期性结构的硬模板材料.胶体晶体模板法制备三维有序多孔碳材料过程简单、经济、重复性好,通过灵活调控模板微球粒径、表面性质、排列方式等可有效调控制备材料的性质.制备得到的三维有序多孔碳材料具有较大的比表面积,较高的孔隙率,且具有独特的低弯曲度相连通球形孔结构,在吸附、分离、催化、储能等领域具有广阔的应用前景,是近年来研究的热点.本文综述了近年来胶体晶体模板法三维有序多孔碳材料的制备与应用,重点阐述了利用不同胶体晶体模板制备三维有序多孔碳的方法及其在电化学方面的应用,并展望了其未来发展方向.