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1、会计学1模板模板(mbn)法法第一页，共17页。 模模模模板板板板法法法法基基基基于于于于模模模模板板板板的的的的空空空空间间间间限限限限域域域域作作作作用用用用实实实实现现现现对对对对合合合合成成成成纳纳纳纳米米米米材材材材料料料料的的的的大大大大小小小小、形形形形貌貌貌貌、结结结结构构构构等等等等的的的的控控控控制制制制。相相相相比比比比于于于于其其其其他他他他方方方方法法法法有有有有如如如如下下下下显显显显著著著著的的的的优点优点优点优点(yudin)(yudin)(yudin)(yudin)：模板法合成纳米材料具有相当的灵活性模板法合成纳米材料具有相当的灵活性模板法合成纳米材料具有相当
2、的灵活性模板法合成纳米材料具有相当的灵活性实验装置简单，操作条件温和实验装置简单，操作条件温和实验装置简单，操作条件温和实验装置简单，操作条件温和能够精确控制纳米材料的尺寸、形貌和结构能够精确控制纳米材料的尺寸、形貌和结构能够精确控制纳米材料的尺寸、形貌和结构能够精确控制纳米材料的尺寸、形貌和结构能够防止纳米材料团聚现象的发生能够防止纳米材料团聚现象的发生能够防止纳米材料团聚现象的发生能够防止纳米材料团聚现象的发生模板模板(mbn)(mbn)法法基本原理和优点基本原理和优点第1页/共16页第二页，共17页。 模板法根据其模板自身的特点和限域能力的不模板法根据其模板自身的特点和限域能力的不同又可
3、分为硬模板和软模板两种。同又可分为硬模板和软模板两种。共同点：都能提供一个有限大小的反应空间。共同点：都能提供一个有限大小的反应空间。不同点：不同点：硬模板提供的是静态的孔道，物质只能从开口处进硬模板提供的是静态的孔道，物质只能从开口处进入入(jnr)(jnr)孔道内部；孔道内部；软模板提供的是处于动态平衡的空腔，物质可以透软模板提供的是处于动态平衡的空腔，物质可以透过腔壁扩散进出。过腔壁扩散进出。模板模板(mbn)(mbn)法法分类分类第2页/共16页第三页，共17页。硬模板硬模板(mbn)(mbn)法法 硬模板是指以共价键维系特异形状硬模板是指以共价键维系特异形状(xngzhun)(xng
4、zhun)的模板。主要指一些由共价键维系的的模板。主要指一些由共价键维系的刚性模板。刚性模板。阳极氧化铝膜阳极氧化铝膜多孔硅多孔硅金属模板天然高分子材料金属模板天然高分子材料分子筛分子筛第3页/共16页第四页，共17页。氧化铝模板结构示意图氧化铝模板结构示意图 阳极氧化铝模板合成一维纳米结构示意图阳极氧化铝模板合成一维纳米结构示意图 多孔阳极氧化铝膜（多孔阳极氧化铝膜（AAOAAO）带有高度有序的纳米）带有高度有序的纳米级阵列孔道，作为模板来制备纳米材料和纳米阵列级阵列孔道，作为模板来制备纳米材料和纳米阵列复合复合(fh)(fh)结构。结构。硬模板硬模板(mbn)(mbn)阳极氧化铝模板阳极氧
5、化铝模板(mbn)(mbn)法法第4页/共16页第五页，共17页。u多孔硅的表面高密度分布的纳米孔使其具有很大多孔硅的表面高密度分布的纳米孔使其具有很大的比表面积，从而容易进行物理吸附，并表现出的比表面积，从而容易进行物理吸附，并表现出很大的表面还原性。很大的表面还原性。u二氧化硅介孔材料具备规整可调的孔道结构和较二氧化硅介孔材料具备规整可调的孔道结构和较大的比表面积，孔内可渗透目标大的比表面积，孔内可渗透目标(mbio)(mbio)材料形材料形成预期的各类纳米阵列。成预期的各类纳米阵列。硬模板硬模板(mbn)(mbn)多孔硅及二氧化硅模多孔硅及二氧化硅模板板(mbn)(mbn)法法第5页/共
6、16页第六页，共17页。u碳纳米管模板碳纳米管模板(mbn)(mbn)法法u聚合物膜模板聚合物膜模板(mbn)(mbn)法法u外延模板外延模板(mbn)(mbn)法法u硬模板硬模板(mbn)(mbn)其他硬模板其他硬模板(mbn)(mbn)法法第6页/共16页第七页，共17页。 软模板法通过分子间作用力及空间限域能力，软模板法通过分子间作用力及空间限域能力，引导和调控游离前驱体的规律性组装，从而控制引导和调控游离前驱体的规律性组装，从而控制纳米材料的组成纳米材料的组成(z chn)(z chn)、结构、形貌、尺寸、结构、形貌、尺寸、取向和排布。取向和排布。与硬模板相比，软模板的后期模板去除工作
7、较为与硬模板相比，软模板的后期模板去除工作较为方便，并可以将回收的模板碎片再利用，但是软方便，并可以将回收的模板碎片再利用，但是软模板结构稳定性较差，模板效率不高。模板结构稳定性较差，模板效率不高。软模板软模板(mbn)(mbn)法法第7页/共16页第八页，共17页。 一些具有特殊结构的生物大分子、细胞组织和某些一些具有特殊结构的生物大分子、细胞组织和某些活细胞，它们自身纳米级结构单元的优越性和易获得性，活细胞，它们自身纳米级结构单元的优越性和易获得性，使其成为纳米材料合成中极具前景的一种模板。常用的使其成为纳米材料合成中极具前景的一种模板。常用的有有DNADNA、蛋白质、矿物、蛋白质、矿物(
8、kungw)(kungw)骨架、植物体及微生物骨架、植物体及微生物等。等。软模板软模板(mbn)(mbn)生物分子模板生物分子模板(mbn)(mbn)法法第8页/共16页第九页，共17页。利用表面利用表面(biomin)(biomin)活性剂分子活性剂分子胶束模板制备六方相中孔分子筛。胶束模板制备六方相中孔分子筛。软模板软模板(mbn)(mbn)表面活性剂模板表面活性剂模板(mbn)(mbn)法法第9页/共16页第十页，共17页。 在纳米材料合成中常用的表面活性剂有SDBS(十二烷基苯磺酸钠)、SDS(十二烷基硫酸钠)、CTBA(十六烷基三甲基溴化铵)、聚氧乙烯醚类、季戊四醇等，结合使用微乳法
9、、胶束法、液-液界面(jimin)法等制备技术，使得表面活性物质在纳米材料合成领域得到广泛应用。软模板软模板(mbn)(mbn)表面活性剂模板表面活性剂模板(mbn)(mbn)法法第10页/共16页第十一页，共17页。u有机大分子模板有机大分子模板(mbn)uLB膜膜u囊泡囊泡u层状液晶层状液晶u软模板软模板(mbn)(mbn)其他模板其他模板(mbn)(mbn)法法第11页/共16页第十二页，共17页。 在纳米材料领域，模板合成是一种简便有效的方法，可在纳米材料领域，模板合成是一种简便有效的方法，可以合成各种纳米材料。以合成各种纳米材料。 但存在以下几个问题：（但存在以下几个问题：（1）有些
10、生物材料是仿生材料，）有些生物材料是仿生材料，在高金属在高金属(jnsh)离子浓度下缺乏稳定性；（离子浓度下缺乏稳定性；（2）有机化合物）有机化合物模板需使用有机溶剂去除，这在一定程度上破坏了纳米材料模板需使用有机溶剂去除，这在一定程度上破坏了纳米材料的结构；（的结构；（3）一些可得到有序纳米材料的无机化合物模板成）一些可得到有序纳米材料的无机化合物模板成本较高。本较高。第12页/共16页第十三页，共17页。 在纳米材料领域，模板合成是一种简便有效的方法，在纳米材料领域，模板合成是一种简便有效的方法，可以合成各种纳米材料。可以合成各种纳米材料。 但存在以下几个问题但存在以下几个问题(wnt)：
11、（：（1）有些生物材料是）有些生物材料是仿生材料，在高金属离子浓度下缺乏稳定性；（仿生材料，在高金属离子浓度下缺乏稳定性；（2）有机化）有机化合物模板需使用有机溶剂去除，这在一定程度上破坏了纳合物模板需使用有机溶剂去除，这在一定程度上破坏了纳米材料的结构；（米材料的结构；（3）一些可得到有序纳米材料的无机化合）一些可得到有序纳米材料的无机化合物模板成本较高。物模板成本较高。第13页/共16页第十四页，共17页。模板模板(mbn)(mbn)法研究趋势：法研究趋势：开发性能优良、适合批量生产的新型模板开发性能优良、适合批量生产的新型模板(mbn)(mbn)解决如何除去模板解决如何除去模板(mbn)
12、(mbn)且保证去除工艺不对所且保证去除工艺不对所合成的纳米材料的形貌和性质产生不良影响的难合成的纳米材料的形貌和性质产生不良影响的难题题第14页/共16页第十五页，共17页。谢谢谢谢(xi (xi xie)xie)！第15页/共16页第十六页，共17页。内容(nirng)总结会计学。硬模板是指以共价键维系特异形状的模板。氧化铝模板结构示意图 阳极氧化铝模板合成一维纳米结构示意图。多孔阳极氧化铝膜（AAO）带有高度有序的纳米级阵列孔道，作为模板来制备纳米材料(n m ci lio)和纳米阵列复合结构。硬模板阳极氧化铝模板法。硬模板多孔硅及二氧化硅模板法。软模板生物分子模板法。软模板表面活性剂模板法。谢谢第十七页，共17页。
