有机-无机杂化一维纳米材料的合成及其二次转化.pdf

中国科学: 化学 2012 年 第42 卷 第11 期: 1598 ~ 1615 SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS 自然科学基金项目进展专栏 评 述 纳米结构生长机理专刊 评 述 有机-无机杂化一维纳米材料的合成及其二次转化 ① ①② ① ① ① ① ①* 王思浓 , 高庆生 , 陈平 , 毛建江 , 武庆斌 , 张亚红 , 唐颐 ① 上海市分子催化与功能材料重点实验室; 复旦大学化学系, 上海 200433 ② 暨南大学化学系, 广州 510632 *通讯作者, E-mail: yitang@ 收稿日期: 2012-04-19; 接受日期: 2012-05-03; 网络版发表日期: 2012-08-24 doi: 10.1360/032012-232 摘要 近十年来, 随着纳米科技的发展, 有机-无机杂化一维纳米材料的设计合成与应用 关键词 成为了自然科学领域的研究热点. 本文综述了由有机小分子与无机组分杂化而成的一维纳米 有机-无机杂化 一维纳米材料 材料的合成方法, 包括水热/溶剂热法、共沉淀法、非水相溶胶凝胶法、模板法、后嵌入法等. 合成方法 并对有机-无机杂化一维纳米材料的二次转化, 如通过二次转化获得功能性一维氧化物、碳氮 二次转化 化物、硫属化合物及高分子杂化纳米材料, 进行了讨论与展望. 1 引言 的优良特性[15]. 有机组分与无机组分的复合不仅可 以结合和强化其各自的性能, 而且通过二者性质的 自1991 年日本NEC 公司Iijima[1]首次报道了纳 互补, 还将衍生一系列新的物化性质. 同时, 具有一 米碳管以来, 一维纳米材料包括线、带、管和棒等形 维纳米材料一维传质、比表面大、容易组装等特点, 貌的研究引起了材料、物理、化学等诸多学科领域科 在光学、电学、光电电子学、磁学、催化、生物等 学家的极大关注[2~9]. 它们沿着一维方向生长, 一般 领域具有广阔的应用前景, 是材料、纳米科学、化学、 可达几微米到几百微米, 但其直径仍处于纳米级范 物理等领域中的研究热点[16~20]. 围, 依然保持纳米材料的性质. 由于其特殊的一维纳 有机-无机杂化一维纳米结构的合成制备与其结 米形貌, 其性能区别于体相材料与其他维数纳米材 构特点密切相关. 由于有机组分的挥发性或不稳定 料. 它为人们研究材料尺寸和量子限域效应对光、 性, 一些制备一维纳米材料的合成方法是不适应的, 电、热等的传导的影响提供了良好的模型. 同时, 一 如需要高温条件的生长方法. 目前, 已有一些关于有 维纳米材料可作为连接和功能单元, 在电、光电、电 机-无机杂化一维纳米材料的设计与合成的方法被报 化学和传感器等纳米元器件的构建和应用中起关键 道, 如水热/溶剂热法、共沉淀法、非水相溶胶凝胶法、 作用[10~13]. 因此, 尺寸、组成和结晶度可控的一维纳 模板法、后嵌入法、