模板法稿件.ppt

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软模板表面活性剂模板法
利用表面活性剂分子胶束模 板制备六方相中孔分子筛。
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软模板表面活性剂模板法
在纳米材料合成中常用的表面活性剂有SDBS(十 二烷基苯磺酸钠)、SDS(十二烷基硫酸钠)、CTBA(十 六烷基三甲基溴化铵)、聚氧乙烯醚类、季戊四醇等， 结合使用微乳法、胶束法、液-液界面法等制备技术， 使得表面活性物质在纳米材料合成领域得到广泛应用。
软模板法
软模板法通过分子间作用力及空间限域能力， 引导和调控游离前驱体的规律性组装，从而控制 纳米材料的组成、结构、形貌、尺寸、取向和排 布。 ➢与硬模板相比，软模板的后期模板去除工作较为 方便，并可以将回收的模板碎片再利用，但是软 模板结构稳定性较差，模板效率不高。
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软模板生物分子模板法
一些具有特殊结构的生物大分子、细胞组织和 某些活细胞，它们自身纳米级结构单元的优越性 和易获得性，使其成为纳米材料合成中极具前景 的一种模板。常用的有DNA、蛋白质、矿物骨架、 植物体及微生物等。
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模板法研究趋势：
➢开发性能优良、适合批量生产的新型模板 ➢解决如何除去模板且保证去除工艺不对所合
成的纳米材料的形貌和性质产生不良影响的 难题
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谢谢！
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➢ 阳极氧化铝膜 ➢ 多孔硅 ➢ 金属模板天然高分子材料 ➢ 分子筛 ➢ ……
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硬模板阳极氧化铝模板法
多孔阳极氧化铝膜（AAO）带有高度有序的纳 米级阵列孔道，作为模板来制备纳米材料和纳米 阵列复合结构。
氧化铝模板结构示意图
阳极氧化铝模板合成一维纳米结构示意图
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硬模板多孔硅及二氧化硅模板法
模板法及其在纳米材料制备中的应用
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模板法基本原理和优点
模板法基于模板的空间限域作用实现对合成纳米材 料的大小、形貌、结构等的控制。相比于其他方法有如 下显著的优点： 模板法合成纳米材料具有相当的灵活性 实验装置简单，操作条件温和 能够精确控制纳米材料的尺寸、形貌和结构 能够防止纳米材料团聚现象的发生
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模板法分类
模板法根据其模板自身的特点和限域能力的不 同又可分为硬模板和软模板两种。
➢ 共同点：都能提供一个有限大小的反应空间。 ➢ 不同点：
➢ 硬模板提供的是静态的孔道，物质只能从开口 处进入孔道内部；
➢ 软模板提供的是处于动态平衡的空腔，物 质可以透过腔壁扩散进出。
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硬模板法
硬模板是指以共价键维系特异形状的模板。主 要指一些由共价键维系的刚性模板。
多孔硅的表面高密度分布的纳米孔使其具有很 大的比表面积，从而容易进行物理吸附，并表 现出很大的表面还原性。
二氧化硅介孔材料具备规整可调的孔道结构和 较大的比表面积，孔内可渗透目标材料形成预 期的各类纳米阵列。
管模板法 聚合物膜模板法 外延模板法 ……
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在纳米材料领域，模板合成是一种简便有效的方 法，可以合成各种纳米材料。
但存在以下几个问题：（1）有些生物材料是仿 生材料，在高金属离子浓度下缺乏稳定性；（2）有 机化合物模板需使用有机溶剂去除，这在一定程度上 破坏了纳米材料的结构；（3）一些可得到有序纳米 材料的无机化合物模板成本较高。
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软模板其他模板法
有机大分子模板 LB膜 囊泡 层状液晶 ……
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在纳米材料领域，模板合成是一种简便有效的方 法，可以合成各种纳米材料。
但存在以下几个问题：（1）有些生物材料是仿 生材料，在高金属离子浓度下缺乏稳定性；（2）有 机化合物模板需使用有机溶剂去除，这在一定程度上 破坏了纳米材料的结构；（3）一些可得到有序纳米 材料的无机化合物模板成本较高。