Bahan Karbon Poros Hierarkis: Sintesis lan Pambuka

Hierarkisbahan keropos, nduweni struktur pori multi-level-makropori (diameter> 50 nm), mesopores (2-50 nm), lan mikropori (<2 nm) - nuduhake area permukaan spesifik sing dhuwur, rasio volume pori dhuwur, permeabilitas sing ditingkatake, karakteristik transfer massa sing kurang , lan kapasitas panyimpenan substansial. Atribut kasebut nyebabake adopsi sing nyebar ing macem-macem lapangan, kalebu katalisis, adsorpsi, pamisahan, energi, lan ilmu urip, nampilake kinerja sing unggul tinimbang bahan keropos sing luwih gampang.

Nggambar Inspirasi saka Alam

Akeh desain bahan keropos hirarkis sing diilhami dening struktur alam. Bahan kasebut bisa ningkatake transfer massa, ngaktifake permeasi selektif, nggawe lingkungan hidrofilik-hidrofobik sing signifikan, lan ngowahi sifat optik bahan.

Sastranegara kanggo Synthesizing HierarkisBahan keropos

1. Metode Templating Surfaktan

Kepiye cara nggunakake surfaktan kanggo mbentuk bahan mesoporous hierarkis? Nggunakake rong surfaktan kanthi ukuran molekul sing beda minangka cithakan minangka strategi sing gampang. Agregat molekuler surfaktan utawa rakitan supramolekul wis digunakake minangka agen ngarahake struktur kanggo mbangun struktur keropos. Kanthi kanthi ati-ati ngontrol pamisahan fase, struktur pori hierarkis bisa disintesis nggunakake templating surfaktan ganda.

Ing larutan banyu surfaktan sing diencerake, pangurangan kontak rantai hidrokarbon karo banyu nyuda energi bebas sistem. Hidrofilisitas gugus terminal surfaktan nemtokake jinis, ukuran, lan karakteristik liyane saka agregat sing dibentuk dening akeh molekul surfaktan. CMC saka larutan banyu surfaktan ana hubungane karo struktur kimia surfaktan, suhu, lan/utawa kosolvent sing digunakake ing sistem kasebut.

Gel silika mesopori bimodal disiapake nggunakake solusi sing ngemot kopolimer blok (KLE, SE, utawa F127) lan surfaktan sing luwih cilik (IL, CTAB, utawa P123).

2. Metode Replikasi

Apa pendekatan klasik kanggo sintesisbahan karbon keropos? Prosedur replikasi template umum kanggo karbon keropos kalebu nyiapake prekursor karbon / komposit cithakan anorganik, karbonisasi, lan mbusak cithakan anorganik. Cara iki bisa dipérang dadi rong kategori. Kategori pisanan nyakup cithakan anorganik ing prekursor karbon, kayata nanopartikel silika. Sawise karbonisasi lan mbusak cithakan, bahan karbon keropos sing diasilake duwe pori sing diisolasi sing wiwitane dikuwasani dening spesies cithakan. Cara kapindho ngenalake prekursor karbon menyang pori-pori cithakan. Bahan karbon keropos sing diasilake sawise karbonisasi lan mbusak cithakan nduweni struktur pori sing saling gegandhengan.

3. Metode Sol-Gel

Kepiye cara sol-gel digunakake kanggo sintesis bahan keropos hirarkis? Diwiwiti kanthi pambentukan suspensi partikel koloid (sol), diikuti karo pembentukan gel sing kasusun saka partikel sol sing dikumpulake. Perawatan termal saka gel ngasilake bahan lan morfologi sing dikarepake, kayata bubuk, serat, film, lan monolit. Prekursor biasane minangka senyawa organik logam, kayata alkoksida, alkoksida kelat, utawa uyah logam kaya klorida logam, sulfat, lan nitrat. Hidrolisis awal alkoksida utawa deprotonasi molekul banyu sing terkoordinasi ndadékaké pambentukan gugus hidroksil reaktif, sing banjur ngalami prosès kondensasi kanggo mbentuk oligomer, polimer, inti kanthi rangka logam oksida, lan sisa gugus hidroksil lan alkoksida reaktif.

4. Metode Post-Treatment

Cara pasca-perawatan apa sing digunakake kanggo nyiapake bahan keropos hirarkis kanthi ngenalake pori-pori sekunder? Cara kasebut umume dadi telung kategori. Kategori pisanan kalebu grafting tambahanbahan keroposmenyang bahan keropos asli. Kapindho kalebu etsa kimia utawa leaching saka bahan keropos asli kanggo entuk pori tambahan. Katelu kalebu ngrakit utawa ngatur prekursor bahan keropos (biasane nanopartikel) nggunakake metode kimia utawa fisik (kayata deposisi multilayer lan printing inkjet) kanggo nggawe pori-pori anyar. Keuntungan sing signifikan sawise perawatan yaiku: (i) kemampuan kanggo ngrancang macem-macem fungsi kanggo nyukupi syarat sing beda; (ii) kemampuan kanggo entuk macem-macem struktur kanggo ngrancang pola lan morfologi sing diatur; (iii) kemampuan kanggo nggabungake macem-macem jinis pori kanggo nggedhekake aplikasi sing dikarepake.

5. Metode Templating Emulsi

Kepiye carane nyetel fase lenga utawa fase banyu ing emulsi mbentuk struktur hierarki kanthi ukuran pori saka nanometer nganti mikrometer? Prekursor ngubengi tetesan, banjur pelarut dibuwang liwat penguapan, nyebabake bahan keropos. Umume kasus, banyu minangka salah sawijining pelarut. Emulsi bisa dibentuk kanthi nyebarake tetesan banyu ing fase lenga, sing dikenal minangka "emulsi banyu-ing-lenga (W / O)," utawa kanthi nyebarake tetesan lenga ing banyu, sing dikenal minangka "oil-in-water (O / W). emulsi."

Kanggo nggawe polimer keropos kanthi permukaan hidrofilik, emulsi W / O digunakake kanthi akeh kanggo nyetel struktur keropos hidrofobik. Kanggo nambah hidrofilik, kopolimer sing bisa difungsiake (kayata vinyl benzyl chloride) ditambahake menyang monomer sing ora bisa difungsiake (kayata stirena) ing emulsi. Kanthi nyetel ukuran droplet, hirarkisbahan keroposkanthi porositas sing saling nyambungake lan diameter pori sing terus-terusan bisa dipikolehi.

6. Metode Sintesis Zeolit

Kepiye strategi sintesis zeolit, digabungake karo strategi sintesis liyane, bisa ngasilake bahan keropos hirarkis? Strategi overgrowth adhedhasar kontrol pamisahan fase sajrone sintesis zeolit ​​bisa digunakake kanggo entuk zeolit ​​bi-mikropori kanthi struktur inti/cangkang hierarkis, sing bisa dipérang dadi telung jinis. Jinis pisanan kalebu overgrowth liwat inti isomorphous (kayata ZSM-5 / silicalite-1), ing ngendi kristal inti tumindak minangka agen ngarahake struktur. Jinis kapindho yaiku pertumbuhan epitaxial, kayata jinis zeolit ​​LTA / FAU, nglibatake unit bangunan sing padha kanthi susunan spasial sing beda. Ing metode iki, amarga overgrowth selektif saka lapisan zeolit, lapisan mung bisa dileksanakake ing pasuryan kristal tartamtu tartamtu. Jinis katelu yaiku overgrowth ing macem-macem zeolit, kayata FAU / MAZ, BEA / MFI, lan MFI / AFI jinis. Zeolit ​​iki kabeh dumadi saka struktur zeolit ​​sing beda-beda, saengga nduweni ciri kimia lan struktur sing béda.

7. Metode Templating Kristal Koloid

Kepiye cara templating kristal koloid, dibandhingake karo metode liyane, nggawe bahan kanthi struktur pori periodik kanthi ukuran sing luwih gedhe? Porositas sing diasilake kanthi nggunakake metode iki minangka tiron langsung saka susunan partikel koloid seragam sing digunakake minangka cithakan keras, saéngga luwih gampang kanggo mbangun tingkat ukuran hirarkis dibandhingake karo metode templating liyane. Nggunakake cithakan kristal koloid bisa ngasilake porositas tambahan ngluwihi rongga koloid sing dirakit.

Langkah-langkah dhasar templating kristal koloid digambarake, kalebu pambentukan cithakan kristal koloid, infiltrasi prekursor, lan mbusak cithakan. Umume, struktur cithakan permukaan lan volume bisa digawe. Struktur macroporous (3DOM) urutan telung dimensi sing digawe liwat fitur templating permukaan sing saling nyambungake "balon" lan jaringan kaya strut.

8. Metode Bio-templating

Carane hierarkisbahan keroposdiprodhuksi liwat strategi biomimetik sing langsung niru bahan alami utawa proses perakitan spontan? Kaloro cara kasebut bisa ditetepake minangka proses bio-inspirasi.

Macem-macem bahan alami kanthi struktur keropos hirarkis bisa digunakake langsung minangka bio-template amarga biaya sing murah lan ramah lingkungan. Antarane bahan kasebut, benang bakteri, frustules diatom, membran cangkang telur, sayap serangga, serbuk sari, godhong tanduran, selulosa kayu, agregat protein, sutra laba-laba, diatom, lan organisme liyane wis dilaporake.

9. Metode Templating Polimer

Kepiye struktur polimer kanthi makropori bisa digunakake minangka template kanggo nggawe bahan keropos hirarkis? Polimer macroporous bisa tumindak minangka scaffolds, kanthi reaksi kimia utawa infiltrasi nanopartikel sing kedadeyan ing sakubenge utawa ing njero, nuntun morfologi materi. Sawise polimer dibusak, materi tetep karakteristik struktural saka cithakan asli.

10. Metode Fluida Superkritis

Kepiye bahan kanthi struktur keropos sing ditemtokake kanthi apik bisa disintesis mung nggunakake banyu lan karbon dioksida, tanpa mbutuhake pelarut organik sing molah malih, saéngga nawakake prospek aplikasi sing wiyar? Ngilangi fase tetesan iku gampang amarga karbon dioksida bali menyang negara gas nalika depressurization. Cairan superkritis, sing dudu gas utawa cairan, bisa dikompres kanthi bertahap saka kapadhetan kurang nganti dhuwur. Mula, cairan superkritis iku wigati minangka pelarut sing bisa diatur lan media reaksi ing proses kimia. Teknologi cairan superkritis minangka cara penting kanggo nyintesis lan ngolah bahan keropos hirarkis.

Semicorex nawakake kualitas dhuwursolusi grafitkanggo proses semikonduktor. Yen sampeyan duwe pitakon utawa butuh rincian tambahan, aja ragu-ragu hubungi kita.

Kontak telpon # +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com