大孔道介孔氧化硅/碳基纳米材料的设计合成与应用
2021-03-18佘沛鸿徐文洲关卜源
高等学校化学学报 2021年3期
关键词:结构
佘沛鸿,徐文洲,关卜源,3
(1.吉林大学化学学院,无机合成与制备化学国家重点实验室,长春130012;2.吉林大学口腔医院,长春130021;3.吉林大学未来科学与国际合作联合实验室,长春130012)
介孔材料由于具有较高的比表面积、丰富的孔道结构以及多样的存在形式引起了科研工作者的广泛兴趣[1~7].在过去的10年中,介孔纳米颗粒在非均相催化、能量存储和转换、细胞成像、疾病诊断以及药物/基因/蛋白质的担载与传递等领域备受关注[8~17].其孔道系统不仅促进了传质和化学修饰过程,而且有利于客体分子或纳米粒子的担载与释放.但是,相对较小的孔径(2~15 nm)限制了物质通过孔道系统的效率以及可装载在介孔纳米颗粒中的客体物种的大小[2,18].因此,合成具有大孔道的介孔纳米材料(15~50 nm)不仅可以有效克服目前材料存在的不足,而且可能会扩展介孔纳米粒子在各领域的应用.例如,在催化领域,其独特的大孔径可以使更多活性位点得以暴露[16,19~21],并且孔道内还可以负载一些较大的客体催化剂,可有效提高其催化性能;在能源领域,其较大的孔体积不仅可以装载更多电化学活性物质,还可以缓冲充放电过程中应力对电极结构的破坏[22~26];而在生物医学领域,其可以实现对分子量更大的药物分子、蛋白、基因等大分子的负载以及释放[27~30].
1 超大介孔纳米材料的合成方法
目前,合成大孔道介孔纳米材料常用的方法有两种:软模板法和硬模板法(表1).下面将分别对具体的合成方……
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