用聚苯乙烯微球模板组装有序多孔氧化锌薄膜

在洁净的玻璃基片上通过浸提法组装了有序的聚苯乙烯微球(polystyrene spheres,PS)阵列模板。将PS模板再用浸提法垂直浸渍到ZnO溶胶中,在毛细管力的作用下ZnO溶胶进入到微球的间隙中形成凝胶,最后经煅烧除去PS模板而得到多孔ZnO薄膜。模板的反射光谱证实其堆积方式为面心立方结构。用扫描电镜观察了ZnO薄膜的表面形貌。用X射线衍射和紫外/可见光分光光度计对薄膜的性能进行了表征。结果表明:溶胶的浓度和PS模板在溶胶中的浸渍时间对薄膜的形貌有显著的影响,多孔薄膜孔径较微球直径收缩约30%。得到的ZnO薄膜经500℃煅烧后为六方纤锌矿结构,在波长大于550nm后其光谱透过率可达80%以上,禁带宽度约为3.22eV。

聚苯乙烯模板制备中空Co-N共掺杂碳基复合材料及氧还原性能

采用一种简单有效的模板辅助方法制备了具有分级多孔和中空结构的Co,N共掺杂碳基复合材料(CoNHC)。通过在聚苯乙烯(PS)微球表面原位生长沸石咪唑盐骨架(ZIF-67),以及热解去除PS模板同时碳化ZIF-67,构建了该催化剂独特的结构。所得催化剂在碱性电解质溶液中显示出优异的氧还原反应(ORR)活性,其中Co-NHC-5的起始电位、半波电位和极限扩散电流密度分别是0.94V,0.82V和5.45mA/cm^(2),优于商业Pt/C催化剂;其ORR过程转移电子数为3.89,接近四电子转移过程;其优异的ORR性能归因于其具有大的比表面积、多孔结构、高含量的吡啶氮和石墨氮活性位点。该催化剂还显示出比Pt/C更好的甲醇耐受性和稳定性,可用作燃料电池的ORR电催化剂。

基于胶体晶体模板的表面图案化构建及其应用进展

在基材上将不同的纳米构件,如纳米点、纳米柱、纳米管、纳米球等图案化的过程是制作实用器件的先期必备步骤。常见的构建方法有光刻方法、纳米压印和铸模成型工艺、扫描探针显微镜(SPM)写入技术及模板法。模板法最吸引人的地方在于可以将模板的结构特征转移到基板表面,从而获得与模板具有相似形貌的表面图案。与光刻法(尤其是电子束和聚焦离子束刻蚀)和SPM相比,模板法适合于制造大规模有序表面结构阵列,省时且设备成本低。本文主要介绍基于PS、SiO2等微球模板的表面图案化技术,并对近年来各类图案化器件在分析化学上的应用进行了回顾。

双模板法制备分级孔ZnO及其电致发光性能

以P123为介孔模板、以Zn(Ac)2·2H2O和LiOH·H2O为原料制备ZnO前驱体溶胶,对聚苯乙烯(PS)微球模板进行填充,55℃干燥后形成凝胶。经过600℃高温煅烧除去有机模板剂P123和PS,从而得到了具有介孔/大孔分级结构的ZnO材料。采用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对分级孔结构ZnO材料进行了表征,并研究了其电致发光性能。结果表明,相同条件下介孔/大孔分级结构ZnO材料的发光强度是介孔ZnO材料的3.3倍。

聚合物模板微球表面电性对中空二氧化硅微球形貌的影响

分别以过硫酸钾和偶氮二异丁基脒盐酸盐为引发剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,在水中引发苯乙烯聚合制备了2种表面分别带负电性和正电性基团的聚苯乙烯(PS)模板微球.在氨水催化下,利用正硅酸乙酯的水解缩合,形成PS/SiO_2复合微球,去除模板后得到中空SiO_2微球,并对其进行FTIR、电子显微镜、TGA以及氮气吸附等分析表征.结果表明,PS模板微球表面的电性决定了OH-的分布,从而导致PS模板微球表面SiO_2壳层不同的形成机制.当以表面带负电的PS微球为模板时,可得到树莓状的中空SiO_2微球;而以表面带正电的PS微球为模板时,得到是表面光滑的,具有介孔结构的中空SiO_2微球.

铁磁性坡莫合金纳米环的制备与磁性研究

铁磁性纳米环是一种纳米尺寸的环状实体,由于具备高密度磁存储的能力,被认为是下一代高性能存储器——磁随机存储器(MRAM)的重要结构单元。利用聚苯乙烯微球模板法制备了单分散的坡莫合金Ni75Fe25(NiFe)纳米环,并用扫描电子显微镜(SEM)表征了纳米环的分布情况;用振动样品磁强计(VSM)测量了NiFe纳米环的磁化曲线,显示出两种磁状态,即涡旋态(Vortex state)和双畴态(Onion state),并利用OOMMF软件对NiFe纳米环的磁化翻转过程进行微磁模拟,观察到纳米环不同磁化状态下的自旋组态。