SiO2空心球的制备与表面形貌调控

以聚苯乙烯(PS)微球为模板,通过水解正硅酸乙酯来包裹PS微球,制备了PS/SiO_2核壳结构微球,然后通过高温煅烧得到SiO_2空心球。利用纳米粒度仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析SiO_2空心球的粒径和表面形貌。采用控制变量法分别研究了PS微球表面电荷、pH、水和正硅酸乙酯的用量对SiO_2空心球表面形貌的影响。实验证明,以表面带正电荷的PS微球为模板,反应体系pH=11.0,正硅酸乙酯注入速度为100μL/min时,制备的SiO_2空心球表面最光滑。     

模板法制备聚苯胺空心微球材料及其电化学性能

运用模板法,以聚苯乙烯(PS)胶体粒子为微球核,使苯胺单体吸附于PS胶体粒子表面,然后利用原位的化学氧化聚合,制备出聚苯乙烯/聚苯胺(PS/PANI)核壳材料.然后再将PS微球核溶解,最终得到PANl空心微球材料.采用傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜对所得材料进行成分和形貌的分析.利用循环伏安法、恒流充放电测试法和循...     

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。     

胶晶/嵌段共聚物双重模板制备多级孔材料

采用分段乳液聚合法和无皂乳液聚合法制备了聚苯乙烯(PS)微球,以此单分散胶态晶体和嵌段共聚物P123为模板剂,通过Y型分子筛前驱体的填充和模板剂的去除制备了具有大-介-微多级孔的材料.采用XRD、SEM和TEM等手段表征了PS微球及多级孔材料.结果表明,分段乳液聚合可以制备平均粒径为50nm的PS微球,无皂乳液聚合可以制备450nm左右的PS微球;以其作为大孔模板剂分别考察了PS微球粒径、模板剂用量、水用量等因素对多级孔材料合成的影响,结果表明,PS微球的粒径越大,材料中大孔的分散性越好.合成多级孔材料的条件为:PS微球乳液与前驱体的比值(质量比)为1.0~0.5,水与前驱体的比值为7.5,P123与前驱体的比值为0.1.     

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。     

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。     

模板辅助电化学沉积三维有序大孔Fe-Ni合金膜

三维有序大孔磁性材料在光子晶体和新功能磁性材料方面具有潜在优势.采用电化学沉积方法制备三维有序大孔Fe-Ni合金,将聚苯乙烯(PS)微球在ITO导电玻璃上自组装高度有序的胶体晶体阵列作为模板,向模板空隙中电沉积Fe-Ni合金,去除PS模板后获得六方密排多孔结构的Fe-Ni合金薄膜.采用金相显微镜和扫描电子显微镜对多孔薄膜的微观结构进行表征,结果表明,多孔薄膜孔径的大小由模板聚苯乙烯微粒的粒径决定,不同孔径的薄膜由于布拉格衍射呈现出不同的颜色.通过调整沉积时间和沉积温度可以控制有序大孔材料的结构和厚度.     

胶晶模板法制备WO3多孔薄膜及其光催化特性

通过苯乙烯聚合制备了聚苯乙烯微球胶体,采用浸渍-提拉制备成为紧密堆积的PS球胶晶模板,微球之间的间隙采用溶胶-凝胶法制备的WO3溶胶填隙,最后通过煅烧得到有序规则排列的多孔WO3薄膜。通过XRD、SEM对WO3多孔薄膜的结构及形貌进行了表征,并评价了薄膜的光催化性能。结果表明,在450℃高温下煅烧PS模板,得到有序排列的多孔WO3薄膜,平均粒径为150nm,光催化效率最高。     

反蛋白石结构三维有序大孔CeO_2的制备和性能EI北大核心CSCD

以单分散聚苯乙烯(PS)微球为构筑单元,用双基片垂直沉积方法制备高度有序的PS胶体晶体模板,再用模板法合成了具有反蛋白石结构的三维有序大孔CeO_2(3DOM-CeO_2)。用X-射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)和N_2吸脱附等手段对样品微观结构进行了表征,并借助H_2-TPR分析了样品的还原性能。结果表明:PS胶体晶体模板排列高度有序,呈多层面心立方结构紧密堆积;所制备的3DOM-CeO_2具有三维周期性排列的多孔结构,其孔间距在280-300 nm,壁厚约为40 nm;样品的大孔骨架由粒径为5-10 nm的CeO_2颗粒所组成;与纳米CeO_2标样相比,3DOM-CeO_2样品具有更好的低温还原性能。     

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。     

大孔结构TiO_2颗粒的合成及其光催化性能研究

以钛酸丁酯配制的TiO_2溶胶为前驱体,用聚苯乙烯(PS)微球团聚体作为模板,利用层层自组装技术获得了TiO_2/PS复合颗粒。复合颗粒经高温煅烧后进一步得到了大孔结构TiO_2颗粒。利用扫描电子显微镜、Fourier红外光谱仪、比表面及孔径分析仪等对TiO_2/PS复合颗粒及大孔结构TiO_2颗粒进行表征。通过光催化降解甲基橙实验评价大孔结构TiO_2颗粒在紫外光条件下的催化活性,实验表明,大孔结构TiO_2颗粒的催化效率较相同制备条件下的粉体TiO_2大大提高。     

以丝素蛋白微球为模板制备介孔SiO_2空心微球

以自组装方法制备的丝素蛋白(SF)微球为模板,采用溶胶-凝胶法直接在SF微球表面涂覆硅层,随后高温锻烧制备介孔二氧化硅(SiO_2)空心微球并研究了氨水用量对SF微球表面沉积SiO_2胶粒的影响。通过SEM表征显示,随着氨水用量的增加,SiO_2胶粒在SF微球表面的沉积量增大;SF/SiO_2复合微球锻烧后经TEM和比表面积测试表明,SiO_2微球具有良好的空腔结构,比表面积为92.127m~2/g,孔体积为0.477cm~3/g,孔径为4.56nm。研究证明,在没有添加任何表面活性剂或偶联剂条件下,SF能够诱导SiO_2胶粒沉积,为制备介孔SiO_2空心微球提供了一条简单有效的新途径。     

胶晶模板法合成三维有序大孔TiO2

以自然沉积的聚苯乙烯(PS)胶体晶体为模板,一定比例钛酸丁酯、乙醇、醋酸、盐酸和水配制的溶胶溶液为前驱体进行填充,溶胶在PS模板间隙内发生原位凝胶,最后通过煅烧除去模板得到了三维有序大孔(3DOM)TiO2材料.从SEM照片可观察到,3DOMTiO2可以看成是PS模板的逆复制,孔径大小均匀,排列整齐,整体上呈面心立方结构.孔径在280nm左右,收缩率为22%,孔壁填充完全,孔与孔之间由小窗口相连.XRD分析表明,制备的3DOM TiO2孔壁为锐钛矿晶型.     

基于水滴模板法直接致技术制备"高尔夫球"型多孔聚苯乙烯微球

介绍了一种基于传统水滴模板法的新型表面图案化致孔技术,并利用这一技术成功在微米尺寸聚合物球形粒子表面实现多孔结构的制备。这种直接致孔技术通过对传统水滴模板法实施方法的改造,成功实现了在微观尺寸三维结构表面的致孔。首先通过微流道法制备得到尺寸均一的微米级聚苯乙烯(PS)微球;之后在高湿度条件下,对聚苯乙烯(PS)微球进行溶剂的直接致孔处理,得到表面具有多孔结构的"高尔夫球"型聚苯乙烯(PS)微球;并进一步通过对溶剂种类、溶剂用量以及湿度的调控,对实现微球致孔的条件进行了讨论。基于这一溶剂直接致孔实施方法的建立,在水滴模板法实施对象的几何造型局限性上进行了突破。     

四方排列有序Ag/TiO2空心微球的制备及光催化性能

采用低温垂直沉积法制备了聚苯乙烯(PS)胶体模板,由于低温下粒子热运动受到抑制,排列时发生位错,因此模板中存在大面积四方排列结构。然后采用化学镀法、溶胶-凝胶法在PS微球表面依次沉积银纳米粒子、纳米TiO2,最后高温煅烧除去模板制备了四方排列有序Ag/TiO2空心微球。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对样品进行表征。结果表明这种材料很好地保持了模板的四方排列,具有高度有序的纳米结构。选择降解甲基橙溶液来检验样品的光催化性能,并与纳米TiO2薄膜、四方排列TiO2空心微球的光催化性能进行比较,结果表明四方排列Ag/TiO2空心微球具有最佳的光催化性能。这是有序空心纳米结构和银纳米粒子的沉积共同作用的结果。     

单分散纳米聚苯乙烯微球的制备及在多孔炭材料中的应用

在超声波辅助下通过微乳液聚合法制备出纳米PS微球,利用重力沉降法制备出聚苯乙烯胶晶阵列,以该阵列为大孔模板制备出大孔一介孔分级炭材料,利用激光粒度仪、场发射扫描电镜、红外和N2物理吸附及解吸附技术对产品的形貌、微观结构及性能进行表征与研究,结果表明,采用超声波辅助微乳液聚合可实现粒径在50nm-500nm范围内聚苯乙烯纳米球的可控制备,增大KPS和PVP用量,PS粒径均会变小,St／SDSN要有适合的比例才能保证PS粒径小且单分散均一。     

3D多级孔rGO/TiO2复合材料的构筑及其光催化性能研究

研究以聚苯乙烯(PS)微球为模板、氧化石墨烯(GO)和钛酸四丁酯(TBT)为原料, 采用溶胶-凝胶法, 利用GO与PS上的官能团和TiO₂前驱体的多重配位反应, 制备了3D多级孔rGO/TiO₂(PS)复合材料。通过不同手段对样品的结构和形貌进行表征, 研究了PS添加量对rGO/TiO₂复合材料晶体结构、微观形貌及光催化性能的影响。分别在模拟紫外光和可见光下, 以盐酸四环素(TTCH)为目标污染物对不同PS加入量制备的3D多级孔rGO/TiO₂(PS)复合材料的光催化性能进行评价, 并在模拟可见光下, 对3D多级孔rGO/TiO₂(5wt%PS)复合材料进行了多次循环回收测试。结果表明: rGO/TiO₂(PS)复合材料具有3D多级孔块体结构, GO作为基体的增强相通过Ti-O-C键保持多级孔刚性骨架结构的稳定。引入PS增大了rGO/TiO₂(PS)复合材料的比表面积, 3D多级孔rGO/TiO₂(7wt% PS)复合材料对TTCH吸附效率最高, 而3D多级孔rGO/TiO₂(5wt%PS)复合材料光催化活性和稳定性最高, 且经过4次循环回收测试, 其光催化效率仍达81.02%; 模板剂PS的最佳引入量为5wt%。     

模板法制备SiO2/Au复合微球及其催化性能评价

采用脲醛树脂为模板,金胶体为前体的新方法,制备了具有较大比表面积的SiO2/Au复合微球。该方法通过将金胶体与硅溶胶混合,加入尿素、甲醛溶液并在酸性条件下引发聚合反应,得到脲醛树脂(UF)/SiO2/Au复合微球;经高温煅烧除去UF模板,得到中孔SiO2/Au复合微球。采用紫外可见吸收光谱、高分辨透射电镜、原子吸收分光光度计和氮气吸附-脱附等手段对金纳米粒子在载体中的分散性、金负载量及材料比表面积和孔径分布进行了表征。该复合微球在硼氢化钠还原对硝基苯胺的反应中显示了良好的催化活性。     

有序大孔TiO2双层膜的设计合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用

以垂直沉积法制备的聚苯乙烯(polystyrene,PS)胶体晶体为模板,钛酸四异丙酯为钛源,通过浸渍-煅烧工艺制备了具有分层次有序结构的大孔TiO2双层膜,并作为光阳极应用于染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射光谱仪和氮气吸附-脱附分析仪等手段对样品进行了表征。结果表明,有序大孔TiO2薄膜较好地复制了PS模板的三维有序结构,且有较大的比表面积。光电性能测试结果表明,与以纯P25薄膜为光阳极的DSSCs相比,有序大孔TiO2双层膜为光阳极能够明显提高DSSCs的光电转换效率,可从4.16%提高到6.08%。该类型分层次有序结构大孔TiO2双层膜在DSSCs中具有重要的潜在应用价值。     

溶胶-凝胶模板法制备三维有序大孔Y2O3微球

采用无皂乳液聚合法制备了纳米级单分散P（St-HEA）微球,然后在二甲基硅油中自组装形成微米级胶体晶体大球,利用溶胶-凝胶模板法制备了三维有序大孔Y2O3微球。采用红外光谱（FT-IR）,扫描电镜（SEM）,X射线衍射（XRD）等测试方法对P（St-HEA）微球单分散性及有序大孔Y2O3微球结构和物相组成进行了表征。结...