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中美联合开发利用喷墨打印技术的快速催化剂研究方法

2013-04-09程薇

石油炼制与化工 2013年2期
关键词:介孔共聚物喷墨

浙江大学和加州大学圣塔芭芭拉分校的研究人员开发了一种借助喷墨打印(inkjet printing)技术的联合组装技术,用于在组合化学中进行超快速的研究。该体系能以每小时一百万个配方的速率精确合成高达8组分的介孔结构金属氧化物催化剂。这种高产率的合成方法,加上有效的筛选策略,将极大地促进高性能固态催化剂的设计和开发。

这种合成方法使用一种纳米颗粒的溶胶-凝胶联合组装体系来配制用于喷墨打印辅助联合组装合成的无机前体。墨中含有两性非水溶剂、金属物种和嵌段共聚物,用来优化墨的性能。通过使用传统的非水溶剂和酸等络合配体来控制生长和凝聚速率,墨中能形成稳定的胶体纳米颗粒,对于大多数常见的金属前体来说,这种颗粒具有单分散性。

这些胶体纳米颗粒用作基本结构单元,可以相互联合组装,也可以同元素的无机物种、合适的共溶剂、嵌段共聚物或表面活性剂进行联合组装,形成所要的各种介孔结构材料。采用墨稳定的经过挑选的金属物种,可以通过喷墨打印的方法简单而可重复地合成大量化合物。

该方法也能用来研究绝大多数用作功能材料的多组分金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物和金属复合物,并建立组成-结构-性能之间的关系。该团队在ACS期刊Nano Letters上发表的一篇文章中称,这项技术对于解决生物学、能源和环境方面的挑战具有立竿见影的效果。

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