《溶膠-凝膠伴隨相分離製備階層多孔Ca12Al10Si4O35塊體材料》是依託浙江大學，由郭興忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：溶膠-凝膠伴隨相分離製備階層多孔Ca12Al10Si4O35塊體材料
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：郭興忠
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Ca12Al10Si4O35(C12A5)是一種結構類似沸石的鈣鋁石(mayenite)，具有獨特的納孔框架以及含有較多超氧離子、過氧離子等活性氧離子，有望成為集催化、吸附、固化等功能於一體的新型催化及淨化材料。本課題針對C12A5固相合成存在的物相純度不高、孔結構分布單一等問題，基於溶膠-凝膠原理和相分離理論，採用溶膠-凝膠伴隨相分離製備階層多孔C12A5塊體材料，通過鈣鋁矽多前驅體共水解原理及溶膠-凝膠轉換、聚氧化乙烯誘導相分離、階層多孔結構構造等機理研究，揭示溶膠-凝膠轉換與相分離誘導協同控制、階層多孔結構可控構造等機制，搭建大孔(＞50nm)/介孔(2-50nm)/納孔(＜2nm)的階層多孔結構，闡明階層多孔結構與鈣鋁石活性氧離子之間的內在規律，製備階層多孔C12A5鈣鋁石塊體材料，為鈣鋁石體系的高純製備、孔結構最佳化及納孔高效利用奠定重要基礎。
結題摘要
本項目針對鈣鋁石固相合成存在的物相純度不高、孔結構單一等問題，基於弗洛里-哈金斯晶格理論，以廉價無機鈣、鋁鹽（氯鹽或硝酸鹽）為共同前驅體，醇水為溶劑，聚氧化乙烯PEO為相分離誘導劑，環氧丙烷PO為凝膠促進劑，乙二醇EG和甲醯胺為絡合劑和乾燥控制劑，採用溶膠-凝膠伴隨相分離製備階層多孔鈣鋁石塊體材料，通過多元體系溶膠-凝膠原理、共混系統相分離協調機制、溶膠-凝膠轉變與相分離誘導協同控制、超氧離子電子取代等機理研究，突破了階層多孔結構可控構造、氧化及還原模擬計算、稀土元素摻雜等關鍵技術，搭建了貫通大孔（1~3um）與納孔（0.6 nm）同時分布、孔隙率在70%以上、共連續納米晶骨架、外觀呈塊體狀的階層多孔結構，分別製備含氯及不含氯階層多孔鈣鋁石塊體材料、多孔鈣鋁石導電材料和Tb摻雜多孔鈣鋁石發光材料，闡明了階層多孔結構特徵與塊體材料物化性能、孔結構特徵、光電功能特性之間的內在規律，完善了環氧化物溶膠-凝膠伴隨聚合物誘導相分離製備階層多孔塊體的理論體系，所製備的系列多孔鈣鋁石塊體材料在電化學、發光、催化、吸附等領域展現出重要的套用前景。
