【摘要】：納米空心材料在結(jié)構(gòu)上與實(shí)心材料對比有著表面積大,密度低,承載力高的特點(diǎn)。故納米空心材料在催化、藥物運(yùn)輸、造影劑、鋰離子電池陰陽極上都有著相應(yīng)的特殊性質(zhì)和廣泛應(yīng)用。將空心材料與其他具有功能化的材料進(jìn)行復(fù)合,構(gòu)筑具有特殊結(jié)構(gòu)的微納米反應(yīng)器是在納米空心材料研究中比較新穎的研究方向。在微納米反應(yīng)器的內(nèi)部不同的組分間有機(jī)的結(jié)合在一起,在保持各自性質(zhì)特性的同時(shí),彼此之間又有著相互的輔助,從而表現(xiàn)出“一加一大于二”的優(yōu)異性能。但是傳統(tǒng)構(gòu)筑微納米反應(yīng)器的方法較為復(fù)雜,通常需要多個(gè)繁瑣的步驟才能合成。本文以氨基苯酚樹脂為模板,通過與多種表面活性劑的協(xié)同作用,能夠一步構(gòu)筑出多種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。主要的研究內(nèi)容如下:第一,以3-氨基苯酚為模板,通過和F127和CTAB兩種表面活性劑的協(xié)同作用,采用水熱法一步合成了核殼結(jié)構(gòu)納米棒、核殼結(jié)構(gòu)納米球、空心納米球、卵黃-殼結(jié)構(gòu)納米球和多殼層納米球五種硫化鉬與氮摻雜碳復(fù)合的復(fù)雜多級結(jié)構(gòu)。將這五種結(jié)構(gòu)的材料用于鋰離子電池的陽極,發(fā)現(xiàn)其中空心材料表現(xiàn)出最優(yōu)的性能(容量1306 mAh·g~(-1)),并且在循環(huán)四十圈之后仍然能夠保持851 mAh·g~(-1)的容量,且?guī)靷愋室材艽笥?8.13%。第二,在3-氨基苯酚的合成過程中加入丙酮,能夠得到碗型形貌的3-氨基酚納米材料。這種材料的表面含有豐富的氨基,故能夠很好的穩(wěn)定較高擔(dān)載量的金屬納米粒子,能夠有效的穩(wěn)定超過30wt%的金納米粒子。在擔(dān)載量金納米粒子之后,這個(gè)材料在大分子蛋白質(zhì)檢測方面有著優(yōu)異的性能,能夠有效的分離精氨酸、纈氨酸、賴氨酸和葡萄糖四種標(biāo)樣物質(zhì)。在濃度為1 mg/ml的時(shí)候?qū)@四種標(biāo)樣物質(zhì)的鈉離子的響應(yīng)都大于10000。
【圖文】：

第一章 緒論.1 引言近年來，材料科學(xué)不斷的發(fā)展和進(jìn)步，隨著人們對材料微觀形態(tài)的表征手段展和增加，越來越多形貌和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的材料被人們所發(fā)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，材微觀及介觀的形貌、尺寸和分子排列構(gòu)成都將會賦予材料本身特殊的物理、化能[1,2]。這些性能通�？梢员粦�(yīng)用于物理、化學(xué)、材料、生物醫(yī)藥等研究領(lǐng)域�？招牟牧显谶@發(fā)展出的多種形貌的材料當(dāng)中被人們廣泛的關(guān)注。根據(jù)形態(tài)結(jié)分類，如圖 1.1 所示空心材料可以被分為零維的空心球、一維的空心管和空心有三維的空心盒子等[3]。這些空心的結(jié)構(gòu)賦予了材料極其優(yōu)越的特性，通過與功能化組分復(fù)合成為納米反應(yīng)器，可以讓這些功能之間相互協(xié)同、相互輔助，到普通單一組分塊體材料不具有的性能。這種優(yōu)異的性能使得空心納米反應(yīng)器影劑、藥物載體、鋰離子電池陰陽極和光電材料等諸多的方向上有著相當(dāng)廣泛用前景[4,5]。

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文硬模板法是構(gòu)筑空心材料比較常見的辦法，它的工作原理相對其他方法要簡單的多。大致過程如圖 1.2 所示，，首先先通過成熟的方法制備出模板材料，再通過電性配合或表面活性劑修飾等手段讓目標(biāo)材料生長在模板材料的表面，得到核-殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。再利用目標(biāo)材料和模板材料在物理化學(xué)性質(zhì)上的差異，通過一定手段（煅燒，溶劑或酸堿刻蝕等）除去模板就可得到想要構(gòu)筑空心材料。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM912;TB332

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本文編號：2598325