碳基空心结构纳米材料的制备与应用
2021-09-24张兴淼
黑龙江大学工程学报 2021年3期
关键词:结构
张兴淼,张 威,李 伟
(复旦大学 化学系,上海 200433)
0 引 言
空心结构纳米材料由于其较低的质量密度、高的孔隙率和大的表面积一直是先进的纳米材料中最引人关注的材料之一。空心结构纳米材料独特的性质使其在各大领域被广泛应用,例如:能量存储与转换、催化、水和空气的纯化以及吸附等[1-4]。近年来,研究者们致力于空心结构的合成、表征以及应用探究。许多研究工作在对空心结构纳米材料的结构及功能性的设计合成方面提出了许多新颖的见解,对空心结构纳米材料的发展起到了积极的推动作用[5~8]。在众多空心结构纳米材料中,碳基空心结构纳米材料由于碳材料在能源及催化领域巨大的潜在应用价值而备受关注[9]。
碳基空心结构纳米材料由于比表面积、空腔尺寸、形貌结构和成分可调备受研究者的青睐。基于不同应用的需求,碳基空心结构纳米材料的研究主要集中于空腔结构、壳层结构以及功能性3个方面的设计合成。研究者们致力于得到具有以下优异性能的碳基空心结构纳米材料:①大的比表面积和在其表面上有效分散和负载金属纳米粒子或其它活性物质,功能化表面结构;②优异的导电性;③可调的孔隙率及颗粒尺寸;④较高的机械稳定性[10]。为了赋予碳材料这些优异性能,一系列的合成策略已被成功开发,例如:Stöber 法、模板法、微乳液法等[11-13]。这些工作推动了碳基空心结构纳米材料的发展,为更深层次理解其合成机理以及拓展相关应用起到了重要作用。……
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