微納米空心微球因具有獨(dú)特的形貌和結(jié)構(gòu)備受關(guān)注,其獨(dú)特的中空結(jié)構(gòu)可以容納其它材料,并且尺寸效應(yīng)賦予其特殊的光、電、磁學(xué)性能,因而被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。目前,高效、低成本且綠色環(huán)保的制備成分和形貌可控的微納米空心微球成為了研究的熱點(diǎn)。空心微球的制備方法主要分為模板法和無(wú)模板法,每種方法制備的空心微球均有其特定的應(yīng)用背景,也都存在著不足。模板法對(duì)空心微球的形貌和大小控制較好,但工藝復(fù)雜且空心微球產(chǎn)率低。無(wú)模板法工藝簡(jiǎn)單,但是可控性差,制備的空心微球種類具有局限性。基于此情況,本論文首先用模板法制備氧化鋁空心微球,然后著重研究了無(wú)模板法的制備工藝,提出了“快速溶膠-凝膠結(jié)合誘導(dǎo)自我轉(zhuǎn)變”工藝制備了一系列氧化鋁基微納米空心微球。論文主要研究?jī)?nèi)容和成果概括如下:（1）以膠體炭球?yàn)槟０?尿素為沉淀劑,無(wú)水乙醇和去離子水為混合溶劑,制備出粒度均一、單分散、且具有一定殼層厚度的氧化鋁空心微球。尿素在60℃溶液中可以緩慢分解,使溶液呈堿性環(huán)境,在炭球?qū)︿X離子吸附和溶液堿性的雙重作用下,鋁離子在炭球表面沉淀,從而形成較厚的殼層。探究溶劑環(huán)境對(duì)空心微球形貌和孔結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果顯示無(wú)水乙醇可以降低溶液的極性,使... 

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圖1-2層層自組裝法制備無(wú)機(jī)空心微球、復(fù)合空心微球示意圖

圖 1-2 層層自組裝法制備無(wú)機(jī)空心微球、復(fù)合空心微球示意圖ig. 1-2 Schematic illustration of procedures for preparing inorganic and hybridhollow spheres using the layer-by-layer (LBL) technique盡管層層自組裝法優(yōu)點(diǎn)眾多，也得到大量普及，可是也有其不足的地方，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，首先，制備的中空微球尺寸有限，很難制備出尺寸00nm 以下的空心微球；其次，當(dāng)制備殼層較厚的空心微球時(shí)，此工藝逐層就顯得繁瑣，耗時(shí)耗力；最后，相比較其它方法制備的空心微球，此工藝的空心微球的機(jī)械強(qiáng)度差，在除模板過(guò)程中空心微球易坍塌，從而導(dǎo)致應(yīng)窄。

圖 1-4 介孔殼層納米澆注法制備介孔空心微球示意圖Fig. 1-4 Schematic illustration of a nanocasting process for preparing hollowspheres with mesoporous shellsd. 介孔殼層納米澆注法介孔殼層納米澆注法所選用的模板是一個(gè)典型的實(shí)心核和介孔殼的結(jié)構(gòu)其方法是將目標(biāo)粒子引入到此種模板殼的介孔內(nèi)，然后除去模板得到一個(gè)同具有介孔結(jié)構(gòu)殼的空心微球。圖 1-4 為介孔殼層納米澆注法制備空心微球的流圖。此方法要求目標(biāo)粒子與介孔殼具有較高的匹配度，也就是目標(biāo)粒子能夠先置入模板殼的介孔中。具有實(shí)心核介孔殼的二氧化硅常被用作此方法的模板這種二氧化硅的制備工藝如下，以 St ber 法[39]為基礎(chǔ)，在制備過(guò)程中加入適的十八烷基三甲氧基硅烷造孔劑，制備出粒度均一且具有實(shí)心核、介孔殼的氧化硅微球。以這種二氧化硅為模板，利用其介孔殼結(jié)構(gòu)，向介孔內(nèi)浸漬酚樹脂等有機(jī)物，然后通過(guò)高溫炭化，最后除去模板可以得到具有介孔殼的炭空微球[40-42]，其制備過(guò)程如圖 1-5。此工藝制備的介孔炭空心微球顆粒與顆粒


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