最新介孔孔道中纳米材料的合成

方法：CVD方法（介孔中担载的金属作为催化剂） 特点：易于控制纳米碳管的形貌、尺寸的均一性
Zheng F et Al., Nano Lett., 2002,2(7):729-732
介孔SiO2薄膜上 生长的CNTs的SEM像
不同Fe担载量对CNT壁厚的影响
纳米碳管的合成（二）
介孔材料合成液
无氧条件 高温热解
方法：未除去表面活性剂的介孔材料直接热解法 特点：操作简单
Urban M et al., Diamond and Related Materials, 2004,13: 1322–1326
现状及展望
目前的局限： 介孔材料的水热稳定较差，限制了这种方法的广泛
应用。 对介孔材料的合成机理及溶致液晶相的了解不够，
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
CdSe纳米线[111]面的 TEM像及SAED像
CdSe纳米线的HRTEM像
不同直径的CdSe纳米线 的UV-Vis吸收谱
应用：半导体光电领域
手性结构的Co、Pt纳米线的合成
介孔材料合成液 （手性模板剂）
Co2+或Pt2+
高温下氧气活化 再H2还原
Che SA et al., Nature, 2004,429:281-284
还不能得到任意孔道结构的介孔材料，限制了一些复杂 结构的纳米材料的合成。
神奇的纳米世界
安装到芯片中的 纳米激光器
半导体压电纳米环 可用于制造原子探针的 新型纳米硅片
“千纸鹤” （ZnO纳米线）
参考文献
1. 徐如人 庞文琴等，分子筛与多孔材料化学，科学出版社，2004 2. Sing KSW, Everett DH et al., Pure & Appl. Chem., 1985,57(4):603-619 3. Beck JS et al., JACS, 1992,114:10834-108 4. Huo QS et al. Nature, 1994,368:317-321 5. Asefa T, Lennox RB, Chem. Mater., 2005,17(10):2481-2483 6. Li L et al., Adv. Mater., 2004,16(13):1079-1082 7. Yang HL et al., JACS, 2003,125:4724-4725 8. Wang DH et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2004,43:6169–6173 9. Che SA et al., Nature, 2004,429:281-284 10. Wu YY et al., Nano Lette., 2004,4(12):2337-2342 11. Zheng F et Al., Nano Lette., 2002,2(7):729-732 12. Zhu J et al., Chem. Phy. Lette., 2003,380:496–502 13. Urban M et al., Diamond and Related Materials, 2004,13:1322–1326 14. Huang LM et al., Adv. Mater., 2002,14(1):61-64 15. Li N et al., Mater. Lette., 2005,59:925–928 16. Choi WC et al., Adv. Mater., 2005,17(4):446-451 17. Perez MD et al., Langmuir, 2004,20:6879-6886 18. Tura C et al., Chem. Mater., 2005,17:573-579 19. Zhao XG et al., J. Mater. Chem., 2003,13:399-403 20. Vhae WS et al., J. Phys. Chem. B, 2004,108:11509-11503 21. Zhao XG et al., Materials Letters, 2004,58:2152-2156 22. Wang XQ et al., Appl. Surf. Sci., 2005,243:151-157 23. Shi KY et al., J. Phys. Chem. B, 2005,109:2546-2551 24. Eliseev AA et al., Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2004,272–276: 1609–1611 25. Ramesh P et al., J. Phys. Chem. B, 2005,109:1141-1147 26. Zheng GF et al., Chem. Mater., 2001,13:2240-2242
长 的 时 间 隧 道，袅
介孔孔道中纳米材料的合成
主要内容
一、研究背景
二、合成方法及策略
三、实际应用
合成纳米粒子 合成纳米线 合成纳米管
四、前景及展望
Pd/SBA-15的HRTEM像
Pd/SBA-15 的广角XRD图
应用于Heck偶联反应，Pd催化 剂的用量是普通Pd用量的1/5
纳米Au的合成
手性孔道中合成的 Co纳米线TEM像
Байду номын сангаас
手性孔道中合成的 Pt纳米线TEM像
计算机模拟图像
潜在应用：生物传感器 手性物质的分离 病毒的杀灭等
Wu YY et al., Nano Lett., 2004,4(12):2337-2342
合成纳米碳管
纳米碳管的合成（一）
ethylene
Temperature controller
已知的介孔材料的孔道具有 六方、立方及虫孔状等多种结构
In2O3纳米线的合成
方法：一步合成法 特点：形成高度规整的单晶氧化铟纳米线
Yang HL et al., JACS, 2003,125:4724-4725
六方In2O3纳米线的TEM像
[100]方向
[001]方向
选区电子衍射（SAED）像
立方In2O3纳米线的TEM像
[100]方向
[111]方向
[311]方向
体相In2O3 In2O3纳米线
In2O3的广角XRD图
UV-Vis吸收谱对比图
应用：紫外可见激光器， 检测器，气体传感器
CdSe纳米线的合成
方法：电化学沉积法 特点：可以有效的复制介孔孔道，得到连续的、
空间交联的纳米线
Wang DH et al.，Angew. Chem. Int. Ed., 2004,43:6169–6173
合成纳米线
纳米线特点
1. 独特的光学、电学、磁学性能 2. 空间的交联结构
纳米光学器件 纳米电子器件 超高密度信息存储
常用的纳米线合成方法
1. 液相法 （如金属有机前驱体的热解）
2. 气液固法 （利用激光烧蚀）
制备具有 复杂网状结构连接的纳米线
仍然是巨大的挑战
3. 有机前驱体的自组装 （平板印刷术）
方法：Ag催化的非电化学沉积法 特点：合成高度分散的纳米Au
Asefa T, Lennox RB, Chem. Mater., 2005,17(10):2481-2483
硫醇保护脱除SBA-15后的 纳米Au的TEM像
不采用硫醇保护脱除SBA-15 后的纳米Au的TEM像
应用：多相催化，光学，电学领域