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    除了MSMs,还有两款多孔纳米材料你得知道!
    2020/7/1 16:39:21

    多孔纳米材料因其大的比表面积、畅通的孔道体系、特殊的理化性能等一直备受研究者们的关注,其中以介孔二氧化硅研究最为广泛。随着多孔纳米材料越来越多的性能被挖掘出来,介孔碳材料和多孔二氧化钛也逐渐走上多孔纳米材料的舞台。

    01介孔二氧化硅

    介孔二氧化硅材料(MSMs)具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点,在吸附、分离、传感器和生物医药等领域具有巨大的应用潜力。复旦大学赵东元院士和孔彪教授团队在期刊Adv. Funct. Mater. 上综述了基于MSMs的光学异质结构的制备方法、特性和传感机理,阐述了MSMs在传感领域的进展。

    他们在文章中讲到,随着MSMs在传感领域的发展,MSMs的功能基元已经从简单的分子扩展到大分子和纳米颗粒,研究的重点也从单一的性能检测转向多功能和跨学科的研究。基于MSMs的光学传感平台有望满足高灵敏度、高选择性、便携性、快速响应和生物相容性等要求。光学MSMs与成像、电子、传输、诊断和治疗等其他技术的集成设计可以在生物技术、环境和医学中发挥重要作用。

    文章题目:Nanoarchitectured structure and surface biofunctionality of mesoporous Silica Nanoparticles

    链接:https://doi.org/10.1002/adma.201907035

    02 有介孔碳材料

    有序介孔碳是新型非硅基介孔材料,具有孔道结构规整,较高比表面积,较大孔容和热稳定性等特征,在催化、分离提纯、生物材料、吸附和新型组装材料等方面具有巨大潜力。

    北京工业大学戴洪兴团队通过原位法将碱金属(M=Na,K,Rb,Cs)有效的掺杂在有序介孔碳FDU-15吸附剂上,与已报道的吸附材料相比,掺杂后的M-C-FDU-15(x)在(NO+O2)吸附方面表现出优异的性能。研究发现,不同的金属掺杂后的FDU-15对(NO+O2)的吸附能力不同,表现为Na-C-FDU-15(0.01) > K-C-FDU-15(0.01) > C-FDU-15 > Rb-CFDU-15(0.01) > Cs-C-FDU-15(0.01)。该团队进一步研究了碱金属掺杂对C-FDU-15的结构、表面形态和(NO+O2)吸附性能的影响,结果表明负载钠或钾(x=0.01)均能提高C-FDU-15的比表面积、孔容和孔径,而负载Rb或Cs(x=0.01)则降低了FDU-15的比表面积、孔隙率、孔体积和孔径,因而造成气体吸附能力的差异。

    题目:Alkali metal-modified C-FDU-15: Highly efficient adsorbents for adsorption of NO and O2 at low temperatures

    链接:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.05.066

     

    03 多孔二氧化钛

    多孔二氧化钛材料由于具有优异的物理化学性质,在催化、能源、传感等领域展现了重要的研究价值和应用潜力,尤其是在能源和环境领域可用于污染物降解、光催化合成燃料、光电催化水分解、化学合成、锂离子电池和钠离子电池等。

    深圳霍夫曼先进材料研究院近期报道了介孔二氧化钛纳米颗粒作为负极材料在锂电池中的应用研究。该团队制备了三种不同结晶度的多孔球形TiO2纳米粒子,分别是非晶态TiO2(A-TiO2)、部分结晶型TiO2(PC-TiO2)和全结晶型TiO2(FC-TiO2)纳米颗粒,研究了在高电流和低电流速度下,不同结晶度的多孔TiO2的电化学性能。研究发现,在低电流速度下,随着样品结晶度的降低,比容量也逐渐降低。然而在高电流速度下, A-TiO2和FC-TiO2样品表现出比PC-TiO2更高的电荷储存和更快的Li+扩散率,三者中A-TiO2样品电流容量最大。

    文章题目:A mechanistic study of mesoporous TiO2 nanoparticle negative electrode materials with varying crystallinity for lithium ion batteries

    链接:https://doi.org/10.1039/C9TA12499C


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