氧化铝基空心微球的制备、性能和应用研究
发布时间：2020-12-29 00:54
微纳米空心微球因具有独特的形貌和结构备受关注,其独特的中空结构可以容纳其它材料,并且尺寸效应赋予其特殊的光、电、磁学性能,因而被广泛应用于众多领域。目前,高效、低成本且绿色环保的制备成分和形貌可控的微纳米空心微球成为了研究的热点。空心微球的制备方法主要分为模板法和无模板法,每种方法制备的空心微球均有其特定的应用背景,也都存在着不足。模板法对空心微球的形貌和大小控制较好,但工艺复杂且空心微球产率低。无模板法工艺简单,但是可控性差,制备的空心微球种类具有局限性。基于此情况,本论文首先用模板法制备氧化铝空心微球,然后着重研究了无模板法的制备工艺,提出了“快速溶胶-凝胶结合诱导自我转变”工艺制备了一系列氧化铝基微纳米空心微球。论文主要研究内容和成果概括如下:（1）以胶体炭球为模板,尿素为沉淀剂,无水乙醇和去离子水为混合溶剂,制备出粒度均一、单分散、且具有一定壳层厚度的氧化铝空心微球。尿素在60℃溶液中可以缓慢分解,使溶液呈碱性环境,在炭球对铝离子吸附和溶液碱性的双重作用下,铝离子在炭球表面沉淀,从而形成较厚的壳层。探究溶剂环境对空心微球形貌和孔结构的影响,结果显示无水乙醇可以降低溶液的极性,使...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图1-2层层自组装法制备无机空心微球、复合空心微球示意图
图 1-2 层层自组装法制备无机空心微球、复合空心微球示意图ig. 1-2 Schematic illustration of procedures for preparing inorganic and hybridhollow spheres using the layer-by-layer (LBL) technique尽管层层自组装法优点众多，也得到大量普及，可是也有其不足的地方，体现在以下几个方面，首先，制备的中空微球尺寸有限，很难制备出尺寸00nm 以下的空心微球；其次，当制备壳层较厚的空心微球时，此工艺逐层就显得繁琐，耗时耗力；最后，相比较其它方法制备的空心微球，此工艺的空心微球的机械强度差，在除模板过程中空心微球易坍塌，从而导致应窄。
图 1-4 介孔壳层纳米浇注法制备介孔空心微球示意图Fig. 1-4 Schematic illustration of a nanocasting process for preparing hollowspheres with mesoporous shellsd. 介孔壳层纳米浇注法介孔壳层纳米浇注法所选用的模板是一个典型的实心核和介孔壳的结构其方法是将目标粒子引入到此种模板壳的介孔内，然后除去模板得到一个同具有介孔结构壳的空心微球。图 1-4 为介孔壳层纳米浇注法制备空心微球的流图。此方法要求目标粒子与介孔壳具有较高的匹配度，也就是目标粒子能够先置入模板壳的介孔中。具有实心核介孔壳的二氧化硅常被用作此方法的模板这种二氧化硅的制备工艺如下，以 St ber 法[39]为基础，在制备过程中加入适的十八烷基三甲氧基硅烷造孔剂，制备出粒度均一且具有实心核、介孔壳的氧化硅微球。以这种二氧化硅为模板，利用其介孔壳结构，向介孔内浸渍酚树脂等有机物，然后通过高温炭化，最后除去模板可以得到具有介孔壳的炭空微球[40-42]，其制备过程如图 1-5。此工艺制备的介孔炭空心微球颗粒与颗粒
本文编号：2944686
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图1-2层层自组装法制备无机空心微球、复合空心微球示意图
图 1-2 层层自组装法制备无机空心微球、复合空心微球示意图ig. 1-2 Schematic illustration of procedures for preparing inorganic and hybridhollow spheres using the layer-by-layer (LBL) technique尽管层层自组装法优点众多，也得到大量普及，可是也有其不足的地方，体现在以下几个方面，首先，制备的中空微球尺寸有限，很难制备出尺寸00nm 以下的空心微球；其次，当制备壳层较厚的空心微球时，此工艺逐层就显得繁琐，耗时耗力；最后，相比较其它方法制备的空心微球，此工艺的空心微球的机械强度差，在除模板过程中空心微球易坍塌，从而导致应窄。
图 1-4 介孔壳层纳米浇注法制备介孔空心微球示意图Fig. 1-4 Schematic illustration of a nanocasting process for preparing hollowspheres with mesoporous shellsd. 介孔壳层纳米浇注法介孔壳层纳米浇注法所选用的模板是一个典型的实心核和介孔壳的结构其方法是将目标粒子引入到此种模板壳的介孔内，然后除去模板得到一个同具有介孔结构壳的空心微球。图 1-4 为介孔壳层纳米浇注法制备空心微球的流图。此方法要求目标粒子与介孔壳具有较高的匹配度，也就是目标粒子能够先置入模板壳的介孔中。具有实心核介孔壳的二氧化硅常被用作此方法的模板这种二氧化硅的制备工艺如下，以 St ber 法[39]为基础，在制备过程中加入适的十八烷基三甲氧基硅烷造孔剂，制备出粒度均一且具有实心核、介孔壳的氧化硅微球。以这种二氧化硅为模板，利用其介孔壳结构，向介孔内浸渍酚树脂等有机物，然后通过高温炭化，最后除去模板可以得到具有介孔壳的炭空微球[40-42]，其制备过程如图 1-5。此工艺制备的介孔炭空心微球颗粒与颗粒
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