无模板法合成空心微球 (2).ppt

无模板法合成空心微球1.两个化学现象1.1Ostwald熟化Ostwald熟化是指在晶体的生长过程中，由于较小颗粒具有很高的化学位，必然不能稳定存在，随着时间的不断延长，被大颗粒逐渐湮灭的现象。也就是所谓的，小颗粒溶解、大颗粒长大。功能材料无模板法合成空心微球第2页,共24页，星期六，2024年，5月机理：在小颗粒溶解、大颗粒长大的过程中，小颗粒的吸收溶解存在一个临界尺寸，如公式1.1所示。（1.1）当S的值一定时，粒径大于r*的粒子将进一步生长，而小于r*的粒子则逐渐被吸收溶解。这一机制是1896年由Ostwald提出的一种自发过程。功能材料无模板法合成空心微球第3页,共24页，星期六，2024年，5月1.2Kirkendall效应kirkendall效应原来是指两种扩散速率不同的金属在扩散过程中会形成缺陷，这个原理首先是在1942年被kirkendall等人证实。功能材料无模板法合成空心微球第4页,共24页，星期六，2024年，5月2.空心微纳米球简介2.1概述空心微球新型纳米功能材料，由于微米或纳米尺寸空心微球密度小，比表面积大，球体一般为纳米结构，往往表现出许多异于实心颗粒的物理化学性质，如电学、磁学性质、良好的渗透性等特性以及特殊的力学性质、光学性质，在许多领域都有广阔的应用前景。功能材料无模板法合成空心微球第5页,共24页，星期六，2024年，5月2.2空心微纳米球常用合成方法硬模板法HardTemplates牺牲模板法SacrificialTemplates软模板法SoftTemplates无模板法Template-freeMethods功能材料无模板法合成空心微球第6页,共24页，星期六，2024年，5月3.无模板法合成空心微纳米球3.1硬模板法合成空心微纳米球硬模板法即用某种颗粒做模板，通过反应或通过表面作用包裹一层壳层物质，再采用一些手段去除模板，最终得到空心微球。硬模板法通常和层层自组装法相结合来制备中空结构。一般情况下，会选择分散性较好的无机物或是高分子聚合物、树脂微纳米粒子等作为该方法的模板。功能材料无模板法合成空心微球第7页,共24页，星期六，2024年，5月硬模板法合成空心微球及复合微球示意图功能材料无模板法合成空心微球第8页,共24页，星期六，2024年，5月01硬模板的制备03以目标材料或其前驱体对改性后模板进行表面包覆02对所采用的模板进行表面改性04选择性地移除模板,获得中空结构硬模板法合成空心微纳米球过程功能材料无模板法合成空心微球第9页,共24页，星期六，2024年，5月02包覆过程中模板可能出现团聚、被刻蚀等现象03模板的去除过程可能导致目标材料壳的坍塌、破损硬模板法合成空心微纳米球的不足01工艺复杂，操作步骤繁多，成本较高功能材料无模板法合成空心微球第10页,共24页，星期六，2024年，5月软模板法是一类由大量分子形成的结构相对稳定的分子体系，他们通过分子间作用力及空间限域能力，引导聚合物或无机物进行规律性组装。依据模板材料性质的不同，软模板法通常有以下几类：有机大分子模板、生物模板、表面活性剂模板和其他特别类型的模板，其中以聚合物为模板的研究最为广泛。3.2软模板法合成空心微纳米球功能材料无模板法合成空心微球第11页,共24页，星期六，2024年，5月以反应生成气泡为软模板合成空心VOOH微球示意图功能材料无模板法合成空心微球第12页,共24页，星期六，2024年，5月01对溶液环境的要求过高，如pH、离子强度、溶剂等03合成效率较低,对工艺条件要求苛刻02结构稳定性较差、形成的微球尺寸与形貌不易控制04中空结构的规整度、壳的厚度等不确定因素软模板法合成空心微纳米球的不足功能材料无模板法合成空心微球第13页,共24页，星期六，2024年，5月综上所述，采用传统模板法制备空心微球的过程中模板的移除步骤是不可缺少的，而模板的移除又是非常复杂的过程，其对所生成的中空结构的形貌、结构等均有很不利的影响。？Whichmethod

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