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有序介孔納米膜的形成機理及在電池中的應用展望

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【中文關鍵詞】有序介孔納米膜  模板劑  形成機理  燃料電池  
【摘要】闡述目前制備有序介孔薄膜所用的模板劑(離子型和非離子型表面活性劑)制備介孔薄膜的研究進展,并且就有關現(xiàn)今粉體介孔材料與有序介孔納米薄膜的形成條件、制備機理的研究方法進行總結,最后展望有序介孔結構薄膜材料在電池器件領域中潛在的應用價值.
【部分正文預覽】

介孔材料是指孔徑在2~50nm之間的固體孔狀材料[1].最初的粉體介孔材料MCM 41和FSM16的特點是孔道大小均勻、規(guī)則有序排列,在催化劑載體、分子級化學傳感器[2]、光學材料[3,4]、聚合物模板[5]和貴重金屬線的模板制造[6,7]等領域具有十分廣闊的應用前景.雖然介孔材料有著諸如以上所述十分優(yōu)良的性質,但在早期報道中,所制備的介孔材料主要是以粉末狀顆粒的形式存在,這使得其在應用中的吸附、分離和催化過程需要間歇性地進行,極大地限制了介孔材料的實際應用.因此,形成連續(xù)定向排列的有序結構的介孔納米薄膜材料,對于材料優(yōu)點的發(fā)揮具有重大的意義.有序結構納米薄膜材料是指由納米微粒、納米孔或分子構筑的,在長程范圍內具有一排布規(guī)律,有序穩(wěn)定的納米結構薄膜,可以是單層膜,也可以是多層膜.從目前的發(fā)展來看,有序結構納米薄膜的制備主要有以下幾種方法:(1)自組裝法;(2)模板法;(3)納米刻蝕技術.薄膜材料可以用在傳感器、磁存儲、電子線路、催化以及功能涂層材料等眾多領域中.納米材料的廣泛研究也為納米結構薄膜材料的開發(fā)和研究提供了堅實的基礎[8].有序介孔納米薄膜材料綜合了以上兩種材料的優(yōu)點,并且由于其在選擇性電極材料、傳感器材料、光催化和電致變色裝置領域潛在的應用價值而備受關注.現(xiàn)有報道中主要是通過溶劑蒸發(fā)自組裝法(EISA)來制備[9].本文首先對已有文獻中關于制備介孔薄膜材料過程中使用的模板劑(兩親性表面活性劑)進行了總結;隨后介紹了在研究介孔薄膜材料制備過程中介孔相的形成與變化機理的研究方法;最后展望了介孔薄膜材料在電池器件領域的應用前景.

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