模板法構(gòu)筑微-納復(fù)合材料及其性能研究.pdf

1、模板法是一種制備具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)、形態(tài)和性質(zhì)的微/納結(jié)構(gòu)材料的通用方法，其所構(gòu)筑的材料已被廣泛應(yīng)用于催化、傳感、納米生物技術(shù)和表面增強(qiáng)拉散射(SERS)等領(lǐng)域。然而，目前所報(bào)道的模板法普遍存在工藝復(fù)雜、成本高、模板利用率低等缺陷，并且所構(gòu)筑的材料結(jié)構(gòu)組成單一，在很大程度上限制了其應(yīng)用范圍。本論文采用膠體晶體和膠體球?yàn)槟０?，通過(guò)簡(jiǎn)單的物理與化學(xué)方法成功構(gòu)筑了多種微/納結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，并對(duì)其光學(xué)、催化等性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。本文旨在解決目前模板法

2、普遍存在的問(wèn)題，發(fā)展一種基于膠體模板構(gòu)筑微/納復(fù)合材料的簡(jiǎn)單有效方法。
　　本論文主要工作:
　　(1)發(fā)展了一種以單層聚苯乙烯(PS)微球?yàn)槟０澹煽刂苽淦椒嚼迕准?jí)的銅(Cu)納米顆粒有序陣列的方法;該陣列作為一種廉價(jià)的SERS基底，具有制備工藝簡(jiǎn)單、陣列結(jié)構(gòu)參數(shù)高度可調(diào)等特點(diǎn);以4-巰基苯硫酚(4-ATP)為目標(biāo)分子，系統(tǒng)地研究了Cu納米顆粒有序陣列的SERS性能;研究發(fā)現(xiàn)，該陣列的SERS性能隨著周期的增加而逐漸降低，

3、其檢測(cè)的4-ATP溶液濃度最低可低至10-7M。
　　(2)基于Cu納米顆粒有序陣列，成功構(gòu)筑了對(duì)4-硝基苯酚(4-NP)和亞甲基藍(lán)(MB)優(yōu)異催化活性的Cu@還原氧化石墨烯(rGO)復(fù)合納米顆粒陣列;系統(tǒng)地研究了陣列周期、顆粒尺寸等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)Cu@rGO復(fù)合納米顆粒陣列催化活性的影響;結(jié)果表明，該陣列對(duì)4-NP的催化活性是金(Au)納米顆粒的14倍，更重要的是，該催化劑具有易回收，高循環(huán)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。
　　(3)利用單層膠

4、體晶體模板，制備了平方厘米級(jí)的Au納米球有序陣列，并以Au納米球?yàn)楹?，成功?gòu)筑了氨基苯硼酸(PBA)功能化的Au@金屬有機(jī)框架(MOFs)復(fù)合納米顆粒陣列;系統(tǒng)地研究了該陣列特有的表面等離子體共振(SPR)峰與衍射峰對(duì)葡萄糖溶液濃度的光學(xué)響應(yīng);研究發(fā)現(xiàn)，SPR峰與衍射峰在不同濃度范圍有較好的互補(bǔ)效應(yīng)，因此該功能化的陣列可作為雙通道生物傳感器檢測(cè)特定的生物分子。
　　(4)以PS微球?yàn)槟０?，成功合成了?C)復(fù)合Co/Co3O4分級(jí)

5、微/納結(jié)構(gòu)空心球析氧反應(yīng)(OER)催化劑;該空心球作為一種低廉的OER催化劑，具有大的比表面積、高的導(dǎo)電性能等優(yōu)點(diǎn);系統(tǒng)地研究了形貌結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性等參數(shù)對(duì)催化活性的影響;結(jié)果證明，由于該催化劑存在大量的活性位點(diǎn)和良好的導(dǎo)電性使其對(duì)OER展現(xiàn)優(yōu)良的催化活性。
　　(5)發(fā)展了一種以聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)為修飾劑，制備貴金屬納米顆粒@ZIF-67的普適方法;基于該方法成功構(gòu)筑了Au@ZIF-67復(fù)合納米顆粒有序陣列;研究表明，該陣列可