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1、http:PPwww.hxtb.org化学通报2005年第10期·723·进展评述模板法合成纳米结构材料1,2113王秀丽曾永飞卜显和(12南开大学化学系天津300071;渤海大学化学化工学院锦州121000)摘要模板法(包括硬模板和软模板法)是制备纳米结构材料的常用方法,可用来制备多种物质的各种形状(如:球形粒子、一维纳米棒、纳米线、纳米管以及二维有序阵列等)的纳米结构,近年来关于这一领域的研究较为活跃。本文介绍了近年来利用氧化铝、二氧化硅、碳纳米管、表面活性剂、聚合物、生物分子等作模板制备多种物质的纳米结构材料的一些进展。关
2、键词模板法纳米结构材料合成TemplatingSynthesesofNano-structuredMaterials1,2113WangXiuli,ZengYongfei,BuXianhe1(DepartmentofChemistry,NankaiUniversity,Tianjin300071;2FacultyofChemistryandChemicalEngineering,BohaiUniversity,Jinzhou121000)AbstractTemplatingmethod,includingrigidandsoft
3、templatingmethod,whichcanbeusedtofabricatenanostructureswithvariousshapesofmanyspecies(suchassphericalparticles,1-Dnanorod,nanowire,nanotubeand2-Dorderednanostructures,etc.),isacommonmethodforthesynthesesofnano-structuredmaterials.Studiesinthisfieldwereactiveinrencen
4、tyears.Inthispaper,theprogressonthepreparationsofmanynano-structuredmaterialswithvarioustemplates,suchasalumina,silicondioxide,carbonnanotube,surfactant,polymer,biomolecule,wasbrieflyintroduced.KeywordsTemplatingmethod,Nano-structuredmaterial,Synthesis纳米微粒因其特有的表面效应、量
5、子尺寸效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等导致其产生了许多独特的光、电、磁、热及催化等特性,在许多高新科技领域如陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等方面有广阔的应用前景和重要价值。作为纳米材料研究的一个重要方向,探索条件温和、形态和粒径及其分布可控、产率高的制备方法是这方面研究的首要任务。目前已经发展了很多制备[1～10]方法,如:蒸发冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法等物理方法和气相沉积法、溶胶-凝胶法、沉淀法、水(溶剂)热法和模板法等化学方法,其中模板法因具有实验装置简单、操作容易、形态可控、适用面广等优点,近年来引起了人们的
6、极大兴趣。模板合成的原理很简单,设想存在一个纳米尺寸的“笼子”,让成核和生长在该“纳米笼”中进行,在反应充分进行后“,纳米笼”的大小和形状就决定了王秀丽女,32岁,博士后,现从事纳米材料的合成与电化学研究。3联系人,E-mail:buxh@nankai.edu.cn国家杰出青年基金(20225101)和辽宁省自然科学基金(20032138)资助项目2004-01-09收稿,2005-05-08接受©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsre
7、served.http://www.cnki.net·724·化学通报2005年第10期http:PPwww.hxtb.org[11]作为产物的纳米颗粒的尺寸和形状,这些“纳米笼”就是合成中的模板,这种模板属于外模板,与此相对应的还有内模板,即利用纳米尺寸的物种作“核”,在该“核”上继续生长其它物种,在反应充分进行后除掉该“核”(内模板)即得到纳米结构的其它物种。显然,模板合成技术可以同时解决颗粒尺寸、形状控制和分散稳定性问题,因此利用和设计模板就显得尤为重要。模板法的类型大致可分为硬模板和软模板两大类。硬模板包括多孔氧化铝、二
8、氧化硅、碳纳米管、分子筛、以及经过特殊处理的多孔高分子薄膜等。软模板则包括表面活性剂、聚合物、生物分子及其它有机物质等。利用模板合成技术人们已经制得了各种物质包括金属、氧化物、硫属化合物、无机盐以及复合材料的球形粒子、一维纳米棒、纳米线、纳米管以及二维有序阵列等
