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1、胶态晶体模板法制备三维有序大孔材料及其应用?210?材料导报2005年5月第19卷专辑Ⅳ胶态晶体模板法制备三维有序大孔材料及其应用?210?材料导报2005年5月第19卷专辑Ⅳ胶态晶体模板法制备三维有序大孔材料及其应用?210?材料导报2005年5月第19卷专辑Ⅳ胶态晶体模板法制备三维有序大孔材料及其应用?210?材料导报2005年5月第19卷专辑Ⅳ胶态晶体模板法制备三维有序大孔材料及其应用?210?材料导报2005年5月第19卷专辑Ⅳ胶态晶体模板法制备三维有序大孔材料及其应用?210?材料导报200
2、5年5月第19卷专辑Ⅳ胶态晶体模板法制备三维有序大孑L材料及其应用巫辉明三军夏亚敏郭丽萍雷家珩(武汉理工大学理学院应用化学系,武汉430070)摘要胶态晶体中的粒子一般具有蛋白石结构,通过胶态晶体空穴可以制备反蛋白石结构的多孔材料,孔径可由100nm以内到1000nm不等,并具有三维长程有序的孔结构,可望应用于光学器件,光子晶体,催化剂,特殊过滤膜及其它领域.重点介绍了胶态晶体模板法在多孔材料合成上的应用及其未来的发展前景.关键词胶态晶体模板多孔材料纳米粒子ColloidalCrystalsasTem
3、platesforThree-dimensionalOrderPorousMaterialsandtheApplicationWUHuiMINGSanjunXIAYaminGUOLipingLEIJiahen(DepartmentofAppliedChemistry,ScienceofSchool,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070)AbstractCommonlythecolloidalcrystalsareofopalstructures.Itispos
4、sibletosynthesizeporousmaterialsofin-verseopalstructuresbymakinguseofcolloidalcrystalsvoidspace.TheirporeradiusvariesfromlessthanlOOnmtolO00nm,andthesematerialshavethethine-dimensional,long-rangedorderingporestructure.Theyareexpectedtohavetheapplication
5、ssuchasphotonicdevices,photoniccrystals,catalysts,andspecialfiltermembranes,andmanyotherfields.Thispapercastslightonthecolloidalcrystaltemplatemethodsusedintheformationofthesematerialsandlikelyfuture~endsinthefield.Keywordscolloidalcrystals,template,por
6、ousmaterials,nanometerparticles0前言胶态晶体模板法(colloidalcrystalstemplatingmethods)是1997年Velev在Nature…上最先提出的一种制备有序大孔材料的方法.该法以胶体悬浮液为原料,通过单分散胶体颗粒自组装得到胶态晶体,并以胶态晶体为模板,向其微球间隙填充高介电常数物质,如SiO:,GeO,TiO等,煅烧或化学腐蚀除去模板后,得到的一种三维有序结构的多孔材料.胶态晶体模板一般具有蛋白石结构,因此制得的多孔材料一般为反蛋白石结构,
7、其孔隙中常含有空气等低介电常数的介质,并以面心立方堆结构分布于高介电常数的连续相中,是一种可望得到完全能隙的新型光子晶体.此外,这类材料在吸附,分离,色谱技术等方面也具有重要的应用前景,从而成为有序多孔材料合成的一个重要的新的研究方向….胶态晶体模板法制备的反蛋白石结构的多孔材料主要有大孔材料…(孔径>50nm),介孔材料(孔径在2～50nm之间)两大类,其主要特点是用这种制备方法得到的多孔材料孔径可通过模板微球的粒径进行调整,并可得到双孔结构.本文将对胶态晶体模板法制备有序多孔材料及其应用进行
8、重点介绍.场中自然沉降是最简便的一种.但仅依靠重力,沉降过程非常缓慢,为缩短制备周期,常采用过滤法和离心法】.过滤法一般采用聚碳酸酯半透膜,并对微球悬浮液施加垂直方向的振动应力;离心法可显着加快胶粒的沉降速率,一般在数小时内可得到致密的模板样品,但离心速度过快会影响其长程有序性….另外,为得到三维有序结构’的胶态晶体,也采用各种场效应的方法,如Xia12]在密封的模子里采用超声波震荡进行聚苯乙烯乳胶粒子的组装,得到厚度为200～300ttm,高度有序的胶
