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《先进功能材料》利用泡沫模版法制备多维度多孔石墨烯基结构
出处:纳米功能材料  录入日期:2018-06-14  点击数:89

  石墨烯基多孔结构依然表现出很大的应用潜能,利用二维材料构成多尺度的多孔结构还是具有很大的挑战。在此之前,我们都知道石墨烯基多孔材料,具有特点是低密度。高比强,高孔隙率、良导热体及隔声性能。并且制备3D石墨烯基多孔块体结构方法也多种多样:有水热法,化学还原法、交联法,冷冻干燥法。而对于构建2D多孔膜,利用牺牲模版真空抽滤法是较为常见。利用单一的多孔块体材料来构建多孔纤维或薄膜,依然具有很大的挑战。所以至今还欠缺利用多方面方针进行构建多尺度多孔结构。
  多孔材料的很多特性还很其他因素有关,利用孔隙率、形貌和孔的大小等。有效的控制和设计孔结构是具有重要意义的。过去通过GO凝胶化制备的多孔的结构,片层的组装往往随机,这样对孔结构的很难实现精准控制。而对于孔的的精确控制依然是个难题。模版法被认为是有效的结构控制策略。模版法中的硬模版法被认为比较复杂且耗时。相对来讲,软模版法用容易造成孔的破坏。利用乳剂和冰模版共同作用的方法被认为是比较有效的制备多孔石墨烯多孔结构。而乳剂的成分复杂,且所用溶剂用往往有毒。除去乳剂这种方法,气液界面形成的泡沫同样也可提供空间来隔绝材料。
  所以,这里研究者采用了多步方针:利用泡沫和冰模版法结合来构建多维度的石墨烯基多孔结构。即采用F127气泡剂和冷冻干燥技术构建非常有序的孔结构。同时实现了3D块体及2D膜有序多孔材料的制备。

 

 

图一、3D块体有序多孔结构构建示意图

 

 

图二、2D薄膜有序多孔结构构建示意图

 

 

图三、多孔结构的基本表征

 

 

图四、3D多孔结构的吸附性能表征

 

 

图五、2D多孔膜结构作为压力传感性能表征

 

  文章出处:
  Zhang, R. et al. A Bubble-Derived Strategy to PrepareMultiple Graphene-Based Porous Materials. Advanced Functional Materials 28,1705879, doi:10.1002/adfm.201705879 (2018).
  全文链接:
  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201705879
  来源:纳米功能材料

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