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(化学化工学院,分析化学专业)
MG0124034
一、 模板合成法的应用
1. 近年来,利用模板合成法制备纳米材料的方法已经越来越被关注,这种方法在国外已一有很多人在研究,我国很多大学和研究所也已经开始了这方面的工作。因为纳米材料正越来越多的被应用到许多领域,所以这种方法显的更为重要。已在学术界成为被关注的热点之一。这种方法具有制备简便,成本较低等优点,而且在尺度上可以突破刻蚀技术的局限性。常用的阳极氧化多孔铝(AAO乳胶床垫什么牌子的好)、多孔硅和聚合物等,其中AAO模板具有耐高温,绝缘性好,孔洞分布均匀有序,而且大小可控等特点,是使用较为广泛的一种。利用阳极氧化铝为模板,
采用电化学方法或压差注入法制备有序的纳米粒子点阵,已经在润滑、电致发光、微电极束、单电子器件、传感器、垂直磁记录等方面显示了广阔的应用前景。
2. 另外,利用生物分子作为模板合成无机纳米粒子,可以精确的控制生成粒子的结构、大小、形状等,这方面的工作已经引起了研究者的广泛关注。目前,已经对许多生物分子作为无机纳米粒子合成模板剂的可行性进行了探索。Mann等利用蛋白质作为模板合成CdS纳米粒子;Wang等利用哺乳类眼睛晶状体管蛋白作为模板合成纳米尺寸CdS粒子;Braun等将寡聚核苷酸连接在两个金电极之间,用矣晓沅DNA分子作为模板生长出长12μm、直径100nm的银纳米线、Shenton等用烟草斑纹病毒的蛋白外壳做模板剂诱导生成无机—有机纳米管。
3. 利用各种两亲分子有序组合体构成超分子模板,合成从介观到宏观尺度不同形态的无机材料成为材料科学新崛起的研究方向。介孔SiO2在催化、吸附、分离介质及化学传感器等方面,有广阔的应用前景。目前,在合成介孔SiO2的研究中以单一阳离子表面活性剂为模板的研究很多,而非离子表面活性剂方面则较少,主要采用改变阳离子表面活性剂分子结构的方法来调空SiO2蟹肉粥的孔径大小。非离子表面活性剂极性基与非极性基的可调节性比离子
型表面活性剂更大,同时形成的胶束也较大。使用混合表面活性剂可改变胶束的大小与形状,作为模板导向剂可对合成介孔SiO2的孔径大小进行调节。采用阳离子与非离子混合表面活性剂合成SiO2的工作未见报道。
4. 师德故事自从氧化硅基中孔分子筛被报道后,借助于表面活性剂参与的超分子模板法也已很快被用于各种非硅基金属氧化物中孔材料合成,以扩展中孔材料在催化剂、吸附剂及化学传感器等诸多技术领域的应用范围。合成非硅基金属氧化物的孔材料时,大多数情况下得到的是层状中孔相。近来的研究表明,层状的无机—有机纳米复合体可呈现出奇特的光、电、磁、热、吸附以及机械性能。最近Yada等报道了具有生物模拟表面形貌的层状结构氧化铝中孔相的合成,但在合成机理及结构参数的调节等方面仍有必要做进一步的研究。
5. 有序多孔材料在催化,吸附和化学传感器等方面具有广阔的应用前景,因此近年来受到了人们的极大关注。而模板合成法是制备有序多孔材料的一种非常有效的方法。利用不同类型的模板可以制备出不同孔径的有序多孔材料。模板类型包括有机小分子、表面活性剂、嵌断聚合物以及聚苯乙烯、二氧化硅纳米颗粒等。H.Masuda等发展了一种两步复型技术制备了Au,Pt和TiO2的有序纳米孔道阵列,此方法是以阳极氧化铝为模板,首先通过一步
政治表现自我评价复型制得纳米线阵列结构的负模板,然后经过第二步复型即可获得结构与阳极氧化铝相同的其他材料的有序纳米孔道阵列。阳极氧化铝模板具有六角阵列分布、孔径均一的直形孔道,孔径大小可通过调节阳极氧化过程中的各种参数(如电解液种类、温度、时间和附加电压等)来控制,其尺寸可在5—200nm范围调变。目前以阳极氧化铝为模板,通过一步复型技术已合成出了大量的一维纳米材料,如金属、导电高分子以及半导体的纳米管和纳米线等,而利用两步复型技术制备有序纳米孔道阵列材料的报道还很少。
二、 模板合成法的应用成果
利用模板合成的方法已制备了Au. Fe Co Ni CdS等多种材料的纳米列,并解离得到了相应的纳米线。利用模板合成还已经合成了金属纳米材料,半导体纳米材料,导电聚合物纳米材料等。总之,利用模板合成法已合成了多种纳米材料。
以上是模板合成在合成纳米结构材料中的一些应用,国内在这方面工作比较欠缺,还需要作更深入的研究。
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