自組裝方法合成具有多級結構的介孔複合材料

《自組裝方法合成具有多級結構的介孔複合材料》是依託吉林大學，由霍啟升擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：自組裝方法合成具有多級結構的介孔複合材料
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：霍啟升
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

本項目擬借鑑多孔無機材料的自組裝合成方法，設計和合成功能化、易製備的多級結構（介孔－納米粒子、介孔－微孔、介孔－大孔、核－殼、洋蔥型等）的介孔固體納米複合材料，按照合成方法簡單、產物結構和功能複雜的原則，計畫以具有代表性的酚醛樹脂、介孔金屬氧化物、介孔有機矽氧化物、微孔金屬有機骨架材料為主要組分，通過簡單的自組裝合成方法與其它組分（金屬粒子、有機高分子微粒、無機氧化物納米顆粒、無機配合物納米晶體、介孔納米粒子、表面活性劑膠束等）一步或多步複合成多級結構的複合材料。具體研究工作將從表面活性劑－高分子單體或前驅體自組裝體系中合成新型有序介孔高分子納米粒子開始，然後擴展至其它複合材料。本項目將擴展協同自組裝合成化學的套用領域，側重於反應過程與機制的基礎研究，從不同材料的合成經驗和規律中提煉出一般性合成策略，並注重研究材料的多級結構與性質的關係。我們的前期工作成果證明本項目切實可行。

結題摘要

通過借鑑多孔無機材料的自組裝等合成方法，我們設計併合成了一系列功能化的多級結構（介孔－納米粒子、介孔－微孔、介孔－大孔、核－殼等）介孔納米複合材料，包括介孔金屬氧化物（二氧化鈦、二氧化錳、二氧化錫）、介孔有機矽氧化物、介孔氧化矽、聚合物膠體球等多級結構的複合材料，並深入研究了這些材料的鋰離子儲存、砷吸附、藥物的擔載與緩釋、催化等性能。 取得的主要結果如下：(1) 我們合成了具有良好鋰離子儲存性能的核殼，蛋黃-蛋殼結構的多孔二氧化鈦空心材料以及SnO2多殼層空心球材料。 (2) 我們成功設計組裝了介孔有機矽納米粒子、金納米粒子和介孔TiO2複合PMO-Au@TiO2納米藥片。 (3) 我們利用選擇性刻蝕法和浸漬法設計合成了一種由多個金屬核心和一個介孔二氧化矽外殼構成的新型類石榴形納米粒子催化材料。(4) 我們合成了均一的Fe@C核殼結構和蛋黃蛋殼結構的納米粒子，它們可以快速、徹底地去除水中的4-氯酚。(5) 我們設計了一種簡單的對稱/非對稱包覆的方法，成功的製備了具有不同形貌的PMO納米結構。(6) 我們設計併合成了一種新型的富氮聚合物膠體球-聚2，6-二氨基吡啶（PDAP）納米球。(7) 我們製備了單介孔和雙介孔有機氧化矽納米粒子材料，表現出了較低的細胞毒性和良好的細胞浸潤性。研究工作已發表SCI檢索論文20篇，已培養博士研究生6人，碩士研究生5人。