三維有序大孔導電顆粒（Three-dimensionally ordered macroporous,3DOM）由于具有相互貫通的三維有序結構、孔隙率高、比表面積大、缺陷少、導電性優(yōu)良、孔壁易于化學改性等獨特性能,使其在催化、吸附、傳感、電池等領域有著非常重要的應用價值。然而,受目前制備技術及方法的限制,尚難以實現(xiàn)三維有大孔導電顆粒的高通量制備及回收利用,進而限制了其大范圍的推廣使用。本研究主要應用液滴微流控和膠體晶體逆向模板技術,實現(xiàn)了磁性三維有序大孔導電顆粒的高通量制備及簡單回收,并探討了其結構與電化學性能之間的關系。具體的研究內容如下:1、利用商業(yè)化的微管道,快速搭建了液滴微流控裝置,并實現(xiàn)了二氧化硅膠體晶體微球的高通量制備。首先,合成單分散的粒徑分別為132,250,462,572和629nm的二氧化硅膠體納米粒子;其次,搭建共軸型和流式聚焦型兩種結構的液滴微流控裝置;接著,配置20%w/v的二氧化硅膠體分散液通過液滴微流控裝置制備成大小均一的液滴,并提出了在線加熱攪拌法使液滴中的納米粒子自組裝形成三維有序膠體晶體結構。通過改變裝置以及調節(jié)內外兩相液體流速,實現(xiàn)了幾微米至幾百微... 

【文章來源】：西北農林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

重力沉降法Figure1-1.Gravitysedimentation.垂直蒸發(fā)沉積法：垂直蒸發(fā)沉積法通過利用垂直浸沒在懸浮液中的基板上膠體納

第一章文獻綜述5圖1-2.垂直蒸發(fā)沉積法Figure1-2.Verticalevaporationdeposition過濾法：通過過濾可以加速某些小球體的沉降速度，過濾膜的過濾速度和孔徑是影響該方法成功的關鍵因素，如圖1-3所示。Shen等（2018）將聚苯乙烯的膠體分散體小心翼翼地倒入預先用兩種傳統(tǒng)濾紙在真空中設置好的過濾漏斗中，經12~24h后形成粗濾餅，再用去離子水洗滌，60℃過夜干燥得到三維有序PS模板(Shenetal.2018b)。圖1-3.過濾法進行自組裝Figure1-3.Self-assemblyunderfiltration此外，對于一些小顆粒需要相對較長的時間（數周至數月）才能完全沉降或更小的球體由于熱攪動的補償根本無法沉降，我們可以采用離心沉降法來加速此類顆粒的沉降，離心力和靜電力之間的平衡在此過程中非常重要。而帶電膠體球基于電泳現(xiàn)象，通過改變方向和調節(jié)電場強度可以提高較小帶電膠球的沉降速度，降低較大膠球的沉降速度。

第一章文獻綜述5圖1-2.垂直蒸發(fā)沉積法Figure1-2.Verticalevaporationdeposition過濾法：通過過濾可以加速某些小球體的沉降速度，過濾膜的過濾速度和孔徑是影響該方法成功的關鍵因素，如圖1-3所示。Shen等（2018）將聚苯乙烯的膠體分散體小心翼翼地倒入預先用兩種傳統(tǒng)濾紙在真空中設置好的過濾漏斗中，經12~24h后形成粗濾餅，再用去離子水洗滌，60℃過夜干燥得到三維有序PS模板(Shenetal.2018b)。圖1-3.過濾法進行自組裝Figure1-3.Self-assemblyunderfiltration此外，對于一些小顆粒需要相對較長的時間（數周至數月）才能完全沉降或更小的球體由于熱攪動的補償根本無法沉降，我們可以采用離心沉降法來加速此類顆粒的沉降，離心力和靜電力之間的平衡在此過程中非常重要。而帶電膠體球基于電泳現(xiàn)象，通過改變方向和調節(jié)電場強度可以提高較小帶電膠球的沉降速度，降低較大膠球的沉降速度。


本文編號：3275074