氨基苯酚树脂基复合空心材料的构筑及其应用

发布时间：2020-03-24 12:35

【摘要】：纳米空心材料在结构上与实心材料对比有着表面积大,密度低,承载力高的特点。故纳米空心材料在催化、药物运输、造影剂、锂离子电池阴阳极上都有着相应的特殊性质和广泛应用。将空心材料与其他具有功能化的材料进行复合,构筑具有特殊结构的微纳米反应器是在纳米空心材料研究中比较新颖的研究方向。在微纳米反应器的内部不同的组分间有机的结合在一起,在保持各自性质特性的同时,彼此之间又有着相互的辅助,从而表现出“一加一大于二”的优异性能。但是传统构筑微纳米反应器的方法较为复杂,通常需要多个繁琐的步骤才能合成。本文以氨基苯酚树脂为模板,通过与多种表面活性剂的协同作用,能够一步构筑出多种复杂的结构。主要的研究内容如下:第一,以3-氨基苯酚为模板,通过和F127和CTAB两种表面活性剂的协同作用,采用水热法一步合成了核壳结构纳米棒、核壳结构纳米球、空心纳米球、卵黄-壳结构纳米球和多壳层纳米球五种硫化钼与氮掺杂碳复合的复杂多级结构。将这五种结构的材料用于锂离子电池的阳极,发现其中空心材料表现出最优的性能(容量1306 mAh·g~(-1)),并且在循环四十圈之后仍然能够保持851 mAh·g~(-1)的容量,且库伦效率也能大于98.13%。第二,在3-氨基苯酚的合成过程中加入丙酮,能够得到碗型形貌的3-氨基酚纳米材料。这种材料的表面含有丰富的氨基,故能够很好的稳定较高担载量的金属纳米粒子,能够有效的稳定超过30wt%的金纳米粒子。在担载量金纳米粒子之后,这个材料在大分子蛋白质检测方面有着优异的性能,能够有效的分离精氨酸、缬氨酸、赖氨酸和葡萄糖四种标样物质。在浓度为1 mg/ml的时候对这四种标样物质的钠离子的响应都大于10000。
【图文】：

第一章 绪论.1 引言近年来，材料科学不断的发展和进步，随着人们对材料微观形态的表征手段展和增加，越来越多形貌和结构复杂的材料被人们所发现。结构决定性质，材微观及介观的形貌、尺寸和分子排列构成都将会赋予材料本身特殊的物理、化能[1,2]。这些性能通常可以被应用于物理、化学、材料、生物医药等研究领域。空心材料在这发展出的多种形貌的材料当中被人们广泛的关注。根据形态结分类，如图 1.1 所示空心材料可以被分为零维的空心球、一维的空心管和空心有三维的空心盒子等[3]。这些空心的结构赋予了材料极其优越的特性，通过与功能化组分复合成为纳米反应器，可以让这些功能之间相互协同、相互辅助，到普通单一组分块体材料不具有的性能。这种优异的性能使得空心纳米反应器影剂、药物载体、锂离子电池阴阳极和光电材料等诸多的方向上有着相当广泛用前景[4,5]。

青岛大学硕士学位论文硬模板法是构筑空心材料比较常见的办法，它的工作原理相对其他方法要简单的多。大致过程如图 1.2 所示，，首先先通过成熟的方法制备出模板材料，再通过电性配合或表面活性剂修饰等手段让目标材料生长在模板材料的表面，得到核-壳结构的复合材料。再利用目标材料和模板材料在物理化学性质上的差异，通过一定手段（煅烧，溶剂或酸碱刻蚀等）除去模板就可得到想要构筑空心材料。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM912;TB332

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本文编号：2598325