3DOM-MOF制备内容介绍
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3DOM-MOF制备思维导图模板大纲
乳液聚合法
溶剂
水
优点:1.环保经济 2.高介电常数(提高乳液稳定性) 3.易于处理
缺点:1.溶解性问题 2.反应速率低
无水乙醇
优点:1.较高的溶解能力 2.更快的反应速率
缺点:1.不环保 2.较低的介电常数
水+无水乙醇
优点:1.调节性强 2.综合两者优点
缺点:1.复杂性增加 2.挥发问题
单体
苯乙烯(styeren)
聚苯乙烯(PS)
优势:1.易于控制微球尺寸 2.成本低 3.易去除
劣势:1.耐热性差 2.脆性较大
甲基丙烯酸甲酯(MMA)
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
优势:1.良好的透明性 2.耐热性好 3.较好的化学稳定性
劣势:1.成本高 2.难去除
稳定剂
乳化剂
降低液-液界面张力
十二烷基硫酸钠(SDS)
分散剂
降低固-液界面张力
聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)
引发剂
过硫酸钾(KPS)
优点:1.高效引发剂(50-70℃分解) 2.良好的水溶性 3.廉价易得 4.生成清洁副产物
缺点:1.对金属离子敏感 2.可能引发链反应 3.对氧气敏感
偶氮二异丁腈(AIBN)
优点:1.温和反应条件(60-90℃分解)2.较长的半衰期(65℃约10h)3.生成的自由基活性温和 4.低毒性和低挥发性
缺点:1.对光敏感 2.相对较高成本 3.仅适用有机相
缓冲剂
NaHCO3/KHCO3
作用:能够在加入一定量其他物质时减缓PH改变
组装方法
抽滤
机制:大于滤膜孔径的聚合物颗粒会被截留,从而形成一层均匀的薄膜,并不断累积
时间
取决于滤膜孔径、大小,溶液容量,薄膜状速度快,饼状速度极慢
形状
饼状 / 薄膜
蒸发
机制:溶剂挥发过程中,聚合物颗粒逐渐浓缩,在表面张力下形成有序结构
时间
取决于蒸发温度,溶液容量,受热面积,相对适中
形状
难以控制
离心
机制:离心力使密度较大的聚合物颗粒沉降到管底,从而分离出固体颗粒
时间
取决于溶液容量,离心管容量,相对较快
形状
取决于离心管的形状
其他方法:静电自组装、界面沉积、模板自组装
性能评价
微球尺寸
反应时间
随聚合时间的增加,颗粒尺寸增大,随后增长速度逐渐放缓至最终停止
离子强度
离子强度的增加,颗粒尺寸增大
离子共聚物浓度
离子共聚物浓度越高,粒径越小
粒径分布
激光粒度分析仪
单分散性好,易于分散排列成三位有序阵列
红外分析
证明是从苯乙烯发生聚合反应形成聚苯乙烯
组装形貌分析(SEM)
面心立方堆积/六方堆积
MOF制备
根据应用选择合适的mof框架
浸渍
1) mof溶液浸渍
目的:让mof前驱体溶液渗透到3DOM模板之中
处理方法:减压或超声波
2)双溶剂诱导结晶
溶剂
选择能够很好溶解目标物质的溶剂
乙醇、甲醇、水等
抗溶剂
选择一种与溶剂混合后会显著降低目标物质溶解度的溶剂
乙醚、乙烷、氨水等
可行性分析
溶解度变化
观察溶质在双溶剂中的溶解度是否有显著降低
化学反应
溶剂、抗溶剂和溶质之间是否会发生化学反应
溶剂和抗溶剂的互溶性
溶剂和抗溶剂能否互溶及互溶程度
关键参数
加入抗溶剂的速率
控制抗溶剂加入速率对晶体的均匀性和大小有显著影响
温度控制
保持恒定的温度有助于稳定结晶过程,避免温度波动引起的不均匀结晶
搅拌速度
适度的搅拌可以促进晶体的均匀生长,但过度搅拌可能导致晶体破碎
模板去除
高温热解
在高温下,PS/PMMA模板会发生热分解,分解为气态产物而被去除(常在惰性气体环境下)
优势:1)彻底去除 2)无需溶剂环境友好 3)适合高温稳定材料 4)相对简单的实验设备
溶剂法
目的:利用有机溶剂于模板的互溶性,将其溶解去除
常见溶剂:甲苯、二氯甲烷DCM、二甲基甲酰胺DMF、四氢呋喃THF
优势:1)温和的处理条件 2)操作简便 3)适用于复杂形状 4)选择性强
其他方法:等离子体处理、湿法化学蚀刻、机械法
性能评价
红外分析
检验模板是否去除干净
BET
对孔容、孔径及比表面积进行分析
形貌分析SEM
判断是否形成高度排列的有序大孔
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