磁性三维有序大孔导电颗粒的制备及其在电化学分析方面的应用

发布时间：2021-07-10 03:16

　　三维有序大孔导电颗粒（Three-dimensionally ordered macroporous,3DOM）由于具有相互贯通的三维有序结构、孔隙率高、比表面积大、缺陷少、导电性优良、孔壁易于化学改性等独特性能,使其在催化、吸附、传感、电池等领域有着非常重要的应用价值。然而,受目前制备技术及方法的限制,尚难以实现三维有大孔导电颗粒的高通量制备及回收利用,进而限制了其大范围的推广使用。本研究主要应用液滴微流控和胶体晶体逆向模板技术,实现了磁性三维有序大孔导电颗粒的高通量制备及简单回收,并探讨了其结构与电化学性能之间的关系。具体的研究内容如下:1、利用商业化的微管道,快速搭建了液滴微流控装置,并实现了二氧化硅胶体晶体微球的高通量制备。首先,合成单分散的粒径分别为132,250,462,572和629nm的二氧化硅胶体纳米粒子;其次,搭建共轴型和流式聚焦型两种结构的液滴微流控装置;接着,配置20%w/v的二氧化硅胶体分散液通过液滴微流控装置制备成大小均一的液滴,并提出了在线加热搅拌法使液滴中的纳米粒子自组装形成三维有序胶体晶体结构。通过改变装置以及调节内外两相液体流速,实现了几微米至几百微... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

重力沉降法Figure1-1.Gravitysedimentation.垂直蒸发沉积法：垂直蒸发沉积法通过利用垂直浸没在悬浮液中的基板上胶体纳

第一章文献综述5图1-2.垂直蒸发沉积法Figure1-2.Verticalevaporationdeposition过滤法：通过过滤可以加速某些小球体的沉降速度，过滤膜的过滤速度和孔径是影响该方法成功的关键因素，如图1-3所示。Shen等（2018）将聚苯乙烯的胶体分散体小心翼翼地倒入预先用两种传统滤纸在真空中设置好的过滤漏斗中，经12~24h后形成粗滤饼，再用去离子水洗涤，60℃过夜干燥得到三维有序PS模板(Shenetal.2018b)。图1-3.过滤法进行自组装Figure1-3.Self-assemblyunderfiltration此外，对于一些小颗粒需要相对较长的时间（数周至数月）才能完全沉降或更小的球体由于热搅动的补偿根本无法沉降，我们可以采用离心沉降法来加速此类颗粒的沉降，离心力和静电力之间的平衡在此过程中非常重要。而带电胶体球基于电泳现象，通过改变方向和调节电场强度可以提高较小带电胶球的沉降速度，降低较大胶球的沉降速度。

第一章文献综述5图1-2.垂直蒸发沉积法Figure1-2.Verticalevaporationdeposition过滤法：通过过滤可以加速某些小球体的沉降速度，过滤膜的过滤速度和孔径是影响该方法成功的关键因素，如图1-3所示。Shen等（2018）将聚苯乙烯的胶体分散体小心翼翼地倒入预先用两种传统滤纸在真空中设置好的过滤漏斗中，经12~24h后形成粗滤饼，再用去离子水洗涤，60℃过夜干燥得到三维有序PS模板(Shenetal.2018b)。图1-3.过滤法进行自组装Figure1-3.Self-assemblyunderfiltration此外，对于一些小颗粒需要相对较长的时间（数周至数月）才能完全沉降或更小的球体由于热搅动的补偿根本无法沉降，我们可以采用离心沉降法来加速此类颗粒的沉降，离心力和静电力之间的平衡在此过程中非常重要。而带电胶体球基于电泳现象，通过改变方向和调节电场强度可以提高较小带电胶球的沉降速度，降低较大胶球的沉降速度。


本文编号：3275074