Hierarchical Porous Carbon Materials: ການສັງເຄາະແລະການນໍາ

ລຳດັບວັດສະດຸ porous, ມີໂຄງສ້າງ pore ຫຼາຍລະດັບ - macropores (ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ> 50 nm), mesopores (2-50 nm), ແລະ micropores (<2 nm) - ສະແດງພື້ນທີ່ສະເພາະສູງ, ອັດຕາສ່ວນຂອງ pore ສູງ, ການ permeability ປັບປຸງ, ລັກສະນະການໂອນມະຫາຊົນຕ່ໍາ. , ແລະຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ນໍາໄປສູ່ການຮັບຮອງເອົາຢ່າງແຜ່ຫຼາຍຂອງເຂົາເຈົ້າໃນທົ່ວຂົງເຂດຕ່າງໆ, ລວມທັງ catalysis, adsorption, ການແຍກ, ພະລັງງານ, ແລະວິທະຍາສາດຊີວິດ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບດີກວ່າອຸປະກອນການ porous ງ່າຍດາຍ.

ແຕ້ມແຮງບັນດານໃຈຈາກທຳມະຊາດ

ການອອກແບບຈໍານວນຫຼາຍຂອງວັດສະດຸ porous hierarchical ໄດ້ຮັບການດົນໃຈຈາກໂຄງສ້າງທໍາມະຊາດ. ອຸ​ປະ​ກອນ​ເຫຼົ່າ​ນີ້​ສາ​ມາດ​ເສີມ​ຂະ​ຫຍາຍ​ການ​ຍົກ​ຍ້າຍ​ມະ​ຫາ​ຊົນ​, ເຮັດ​ໃຫ້​ການ permeation ເລືອກ​, ສ້າງ​ສະ​ພາບ​ແວດ​ລ້ອມ hydrophilic-hydrophobic ທີ່​ສໍາ​ຄັນ​, ແລະ modulate ຄຸນ​ສົມ​ບັດ optical ຂອງ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ​.

ຍຸດທະສາດສໍາລັບການສັງເຄາະລໍາດັບຊັ້ນວັດສະດຸທີ່ມີຮູຂຸມຂົນ

1. ວິທີການແມ່ແບບ surfactant

ພວກເຮົາສາມາດໃຊ້ surfactants ເພື່ອສ້າງວັດສະດຸ mesoporous hierarchical ແນວໃດ? ການຈ້າງສອງ surfactants ຂອງຂະຫນາດໂມເລກຸນທີ່ແຕກຕ່າງກັນເປັນແມ່ແບບເປັນຍຸດທະສາດທີ່ກົງໄປກົງມາ. ການລວບລວມໂມເລກຸນທີ່ປະກອບດ້ວຍຕົນເອງຂອງ surfactant ຫຼືການປະກອບ supramolecular ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຕົວຊີ້ນໍາໂຄງສ້າງສໍາລັບການກໍ່ສ້າງໂຄງສ້າງ porous. ໂດຍການຄວບຄຸມການແຍກໄລຍະຢ່າງລະມັດລະວັງ, ໂຄງສ້າງ pore ຕາມລໍາດັບສາມາດຖືກສັງເຄາະໂດຍໃຊ້ແມ່ແບບ surfactant ສອງ.

ໃນວິທີແກ້ໄຂ aqueous surfactant ເຈືອຈາງ, ການຫຼຸດຜ່ອນການຕິດຕໍ່ລະບົບຕ່ອງໂສ້ hydrocarbon ກັບນ້ໍາຫຼຸດລົງພະລັງງານຟຣີຂອງລະບົບ. hydrophilicity ຂອງກຸ່ມ terminal surfactant ກໍານົດປະເພດ, ຂະຫນາດ, ແລະລັກສະນະອື່ນໆຂອງການລວບລວມທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍໂມເລກຸນ surfactant ຫຼາຍ. CMC ຂອງການແກ້ໄຂ aqueous surfactant ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບໂຄງສ້າງທາງເຄມີຂອງ surfactant, ອຸນຫະພູມ, ແລະ / ຫຼື cosolvents ທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບ.

Bimodal mesoporous silica gels ຖືກກະກຽມໂດຍໃຊ້ວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີ block copolymers (KLE, SE, ຫຼື F127) ແລະ surfactants ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ (IL, CTAB, ຫຼື P123).

2. ວິທີການ Replication

ວິທີການຄລາສສິກໃນການສັງເຄາະແມ່ນຫຍັງວັດສະດຸກາກບອນ porous? ຂັ້ນຕອນການເຮັດແບບຈໍາລອງແບບທົ່ວໄປສໍາລັບຄາບອນທີ່ມີ porous ປະກອບດ້ວຍການກະກຽມຄາບອນ precursor / inorganic template composite, carbonization, ແລະການໂຍກຍ້າຍຕໍ່ມາຂອງແມ່ແບບອະນົງຄະທາດ. ວິທີການນີ້ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ. ປະເພດທໍາອິດກ່ຽວຂ້ອງກັບການຝັງແມ່ແບບອະນົງຄະທາດພາຍໃນຄາໂບໄຮເດດຄາບອນ, ເຊັ່ນ: silica nanoparticles. ຫຼັງຈາກ carbonization ແລະການໂຍກຍ້າຍແມ່ແບບ, ວັດສະດຸກາກບອນ porous ໄດ້ແຍກ pores ຄອບຄອງໃນເບື້ອງຕົ້ນໂດຍຊະນິດແມ່ແບບ. ວິທີທີສອງແນະນໍາຄາບອນຄາບອນໃນຮູຂຸມຂົນແມ່ແບບ. ວັດສະດຸຄາບອນທີ່ມີຮູຂຸມຂົນທີ່ຜະລິດຫຼັງຈາກການອອກຄາບອນແລະການກໍາຈັດແມ່ແບບມີໂຄງສ້າງ pore ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ.

3. ວິທີການ Sol-Gel

ວິທີການ sol-gel ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສັງເຄາະວັດສະດຸ porous ລໍາດັບຊັ້ນແນວໃດ? ມັນເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການສ້າງຕັ້ງຂອງ suspension particle colloidal (sol), ປະຕິບັດຕາມການສ້າງຕັ້ງຂອງ gel ປະກອບດ້ວຍ particles sol ລວມ. ການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນຂອງ gel ໃຫ້ຜົນຜະລິດທີ່ຕ້ອງການແລະ morphology, ເຊັ່ນ: ຝຸ່ນ, ເສັ້ນໃຍ, ຮູບເງົາ, ແລະ monoliths. ທາດຄາຣະວາແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວທາດປະສົມອິນຊີຂອງໂລຫະ, ເຊັ່ນ: alkoxides, alkoxides chelated, ຫຼືເກືອໂລຫະເຊັ່ນ: chlorides ໂລຫະ, sulfates, ແລະ nitrates. hydrolysis ເບື້ອງຕົ້ນຂອງ alkoxides ຫຼື deprotonation ຂອງໂມເລກຸນນ້ໍາທີ່ປະສານງານນໍາໄປສູ່ການສ້າງຕັ້ງຂອງກຸ່ມ hydroxyl reactive, ຫຼັງຈາກນັ້ນຜ່ານຂະບວນການ condensation ເພື່ອສ້າງເປັນສາຂາຂອງ oligomers, polymers, nuclei ກັບໂຄງກະດູກໂລຫະ oxide, ແລະກຸ່ມ hydroxyl ຕົກຄ້າງ reactive ແລະ alkoxide.

4. ວິທີການປິ່ນປົວຫຼັງການປິ່ນປົວ

ວິທີການປິ່ນປົວຫຼັງການປິ່ນປົວອັນໃດທີ່ໃຊ້ໃນການກະກຽມວັດສະດຸທີ່ມີຮູຂຸມຂົນຕາມລຳດັບໂດຍການແນະນຳຮູຂຸມຂົນຂັ້ນສອງ? ວິທີການເຫຼົ່ານີ້ໂດຍທົ່ວໄປຕົກຢູ່ໃນສາມປະເພດ. ປະເພດທໍາອິດກ່ຽວຂ້ອງກັບການຕິດຕາເພີ່ມເຕີມວັດສະດຸ porousໃສ່ວັດສະດຸ porous ຕົ້ນສະບັບ. ອັນທີສອງກ່ຽວຂ້ອງກັບການ etching ສານເຄມີຫຼື leaching ຂອງອຸປະກອນການ porous ຕົ້ນສະບັບເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບ pores ເພີ່ມເຕີມ. ອັນທີສາມ ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະກອບ ຫຼືຈັດລຽງສິ່ງຕັ້ງຕົ້ນຂອງວັດສະດຸທີ່ມີຮູຂຸມຂົນ (ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວເປັນອະນຸພາກນາໂນ) ໂດຍໃຊ້ວິທີທາງເຄມີ ຫຼືທາງກາຍະພາບ (ເຊັ່ນ: ການວາງຫຼາຍຊັ້ນແລະການພິມ inkjet) ເພື່ອສ້າງຮູຂຸມຂົນໃຫມ່. ຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນຂອງການປິ່ນປົວຫລັງແມ່ນ: (i) ຄວາມສາມາດໃນການອອກແບບຫນ້າທີ່ຕ່າງໆເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ; (ii) ຄວາມ​ສາ​ມາດ​ທີ່​ຈະ​ໄດ້​ຮັບ​ຄວາມ​ຫຼາກ​ຫຼາຍ​ຂອງ​ໂຄງ​ສ້າງ​ການ​ອອກ​ແບບ​ຮູບ​ແບບ​ການ​ຈັດ​ຕັ້ງ​ແລະ morphologies; (iii) ຄວາມສາມາດໃນການສົມທົບປະເພດຕ່າງໆຂອງຮູຂຸມຂົນເພື່ອຂະຫຍາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການ.

5. ວິທີການແມ່ແບບ Emulsion

ວິທີການປັບໄລຍະນ້ໍາມັນຫຼືໄລຍະນ້ໍາໃນ emulsion ສ້າງໂຄງສ້າງລໍາດັບຊັ້ນທີ່ມີຂະຫນາດ pore ຕັ້ງແຕ່ nanometers ຫາ micrometers? Precursors ແຂງປະມານ droplets, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ solvents ໄດ້ຖືກໂຍກຍ້າຍອອກໂດຍຜ່ານການ evaporation, ສົ່ງຜົນໃຫ້ວັດສະດຸ porous. ໃນກໍລະນີຫຼາຍທີ່ສຸດ, ນ້ໍາແມ່ນຫນຶ່ງໃນຕົວລະລາຍ. emulsion ສາມາດຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍການກະແຈກກະຈາຍຂອງ droplets ນ້ໍາໃນໄລຍະນ້ໍາມັນ, ເອີ້ນວ່າ "ນ້ໍາໃນນ້ໍາມັນ (W / O) emulsion," ຫຼືໂດຍການກະຈາຍຂອງ droplets ນ້ໍາໃນນ້ໍາ, ເອີ້ນວ່າ "ນ້ໍາມັນໃນນ້ໍາ (O / W) emulsion."

ເພື່ອຜະລິດໂພລີເມີທີ່ມີຮູຂຸມຂົນທີ່ມີພື້ນຜິວ hydrophilic, W/O emulsions ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເພື່ອປັບໂຄງສ້າງ porous hydrophobic ຂອງເຂົາເຈົ້າ. ເພື່ອເພີ່ມຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ, copolymers ທີ່ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ (ເຊັ່ນ: vinyl benzyl chloride) ຈະຖືກເພີ່ມໃສ່ monomers ທີ່ບໍ່ແມ່ນການເຮັດວຽກ (ເຊັ່ນ: styrene) ໃນ emulsion. ໂດຍ​ການ​ປັບ​ຂະ​ຫນາດ droplet​, hierarchical​ວັດສະດຸ porousມີ porosities ເຊື່ອມຕໍ່ກັນແລະເສັ້ນຜ່າສູນກາງ pore ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງສາມາດໄດ້ຮັບ.

6. ວິທີການສັງເຄາະ Zeolite

ຍຸດທະສາດການສັງເຄາະ zeolite, ສົມທົບກັບຍຸດທະສາດການສັງເຄາະອື່ນໆ, ການສ້າງວັດສະດຸ porous ລໍາດັບຊັ້ນໄດ້ແນວໃດ? ຍຸດທະສາດການຂະຫຍາຍຕົວໂດຍອີງໃສ່ການຄວບຄຸມໄລຍະແຍກໃນລະຫວ່າງການສັງເຄາະ zeolite ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ zeolites bi-microporous ທີ່ມີໂຄງສ້າງແກນ / ຊັ້ນຊັ້ນ, ເຊິ່ງສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມປະເພດ. ປະເພດທໍາອິດປະກອບດ້ວຍການ overgrowth ຜ່ານ isomorphous cores (ເຊັ່ນ: ZSM-5 / silicalite-1), ບ່ອນທີ່ໄປເຊຍກັນຫຼັກເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຕົວຊີ້ນໍາໂຄງສ້າງ. ປະເພດທີສອງແມ່ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial, ເຊັ່ນ: ປະເພດ zeolite LTA / FAU, ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຫນ່ວຍງານການກໍ່ສ້າງດຽວກັນກັບການຈັດການທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ໃນວິທີການນີ້, ເນື່ອງຈາກການຄັດເລືອກ overgrowth ຂອງຊັ້ນ zeolite, ການເຄືອບສາມາດປະຕິບັດໄດ້ພຽງແຕ່ໃບຫນ້າໄປເຊຍກັນສະເພາະໃດຫນຶ່ງ. ປະເພດທີສາມແມ່ນ overgrowth ໃນ zeolites ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊັ່ນ FAU / MAZ, BEA / MFI, ແລະ MFI / AFI ປະເພດ. zeolite ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງ zeolite ທີ່ແຕກຕ່າງກັນທັງຫມົດ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີຄຸນສົມບັດທາງເຄມີແລະໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

7. ວິທີການແມ່ແບບ Colloidal Crystal

ວິທີການ templateing ໄປເຊຍກັນ colloidal, ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີການອື່ນໆ, ການຜະລິດວັດສະດຸທີ່ມີຄໍາສັ່ງ, ໂຄງສ້າງ pore ເປັນໄລຍະໃນໄລຍະຂະຫນາດຂະຫນາດໃຫຍ່? porosity ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍໃຊ້ວິທີການນີ້ແມ່ນ replica ໂດຍກົງຂອງ array ແຕ່ລະໄລຍະຂອງອະນຸພາກ colloidal ເອກະພາບນໍາໃຊ້ເປັນແມ່ແບບແຂງ, ​​ເຮັດໃຫ້ມັນງ່າຍຂຶ້ນໃນການກໍ່ສ້າງລະດັບຂະຫນາດຕາມລໍາດັບທຽບກັບວິທີການແມ່ແບບອື່ນໆ. ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ແມ່​ແບບ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ colloidal ສາ​ມາດ​ໃຫ້​ຜົນ​ຜະ​ລິດ porosity ເພີ່ມ​ເຕີມ​ນອກ​ເຫນືອ​ການ voids colloidal ປະ​ກອບ​.

ຂັ້ນຕອນພື້ນຖານຂອງການເຮັດແມ່ແບບໄປເຊຍກັນ colloidal ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ, ລວມທັງການສ້າງຕັ້ງຂອງແມ່ແບບໄປເຊຍກັນ colloidal, infiltration precursor, ແລະການໂຍກຍ້າຍແມ່ແບບ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ໂຄງສ້າງແມ່ແບບພື້ນຜິວ ແລະປະລິມານສາມາດສ້າງໄດ້. ໂຄງສ້າງ macroporous (3DOM) ແບບສາມມິຕິທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍຜ່ານລັກສະນະການສ້າງແບບພື້ນຜິວທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ "ປູມເປົ້າ" ແລະເຄືອຂ່າຍຄ້າຍຄື strut.

8. ວິທີການແມ່ແບບຊີວະພາບ

ລຳດັບຊັ້ນແນວໃດວັດສະດຸ porousຜະລິດໂດຍຜ່ານຍຸດທະສາດ biomimetic ໂດຍກົງ replicate ວັດສະດຸທໍາມະຊາດຫຼືຂະບວນການປະກອບ spontaneous? ວິທີການທັງສອງສາມາດຖືກກໍານົດເປັນຂະບວນການຊີວະພາບ.

ວັດສະດຸທໍາມະຊາດຫຼາກຫຼາຍຊະນິດທີ່ມີໂຄງສ້າງ porous hierarchical ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍກົງເປັນແມ່ແບບຊີວະພາບເນື່ອງຈາກຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາແລະຄວາມເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ. ໃນບັນດາວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້, ກະທູ້ຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ, diatom frustules, ເຍື່ອໄຂ່, ປີກແມງໄມ້, ເມັດ pollen, ໃບພືດ, cellulose ໄມ້, ທາດໂປຼຕີນ, ຜ້າໄຫມ spider, diatoms, ແລະສິ່ງມີຊີວິດອື່ນໆໄດ້ຖືກລາຍງານ.

9. ວິທີການແມ່ແບບໂພລີເມີ

ໂຄງສ້າງໂພລີເມີກັບ macropores ສາມາດໃຊ້ເປັນແມ່ແບບສໍາລັບການຜະລິດວັດສະດຸທີ່ມີ porous ລໍາດັບຊັ້ນໄດ້ແນວໃດ? ໂພລີເມີຣເມໂຄຣອສສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນແຜ່ນຮອງ, ດ້ວຍການປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ ຫຼື ການແຊກຊຶມຂອງອະນຸພາກນາໂນທີ່ເກີດຂື້ນອ້ອມຮອບ ຫຼື ພາຍໃນພວກມັນ, ນໍາພາທາງສະພາວະຂອງວັດສະດຸ. ຫຼັງຈາກໂພລີເມີຖືກໂຍກຍ້າຍ, ວັດສະດຸຮັກສາຄຸນລັກສະນະໂຄງສ້າງຂອງແມ່ແບບຕົ້ນສະບັບ.

10. Supercritical Fluid Method

ວັດສະດຸທີ່ມີໂຄງສ້າງ porous ທີ່ຖືກກໍານົດດີສາມາດສັງເຄາະໂດຍໃຊ້ພຽງແຕ່ນ້ໍາແລະຄາບອນໄດອອກໄຊ, ໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ສານລະລາຍອິນຊີທີ່ລະເຫີຍ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສະເຫນີຄວາມສົດໃສດ້ານການນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ? ການກໍາຈັດໄລຍະຂອງ droplet ແມ່ນກົງໄປກົງມາເພາະວ່າຄາບອນໄດອອກໄຊ້ກັບຄືນສູ່ສະພາບອາຍແກັສເມື່ອ depressurization. ທາດແຫຼວທີ່ສູງ, ເຊິ່ງບໍ່ແມ່ນທາດອາຍຜິດ ຫຼື ທາດແຫຼວ, ສາມາດຖືກບີບອັດຄ່ອຍໆຈາກຄວາມໜາແໜ້ນຕໍ່າໄປຫາຄວາມໜາແໜ້ນສູງ. ດັ່ງນັ້ນ, ນໍ້າ supercritical ແມ່ນສໍາຄັນເປັນຕົວລະລາຍທີ່ສາມາດປັບໄດ້ແລະສື່ປະຕິກິລິຍາໃນຂະບວນການທາງເຄມີ. ເທກໂນໂລຍີຂອງນ້ໍາ supercritical ແມ່ນວິທີການທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການສັງເຄາະແລະການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸ porous hierarchical.

Semicorex ສະຫນອງຄຸນນະພາບສູງການແກ້ໄຂ graphiteສໍາລັບຂະບວນການ semiconductor. ຖ້າທ່ານມີຄໍາຖາມໃດໆຫຼືຕ້ອງການລາຍລະອຽດເພີ່ມເຕີມ, ກະລຸນາຢ່າລັງເລທີ່ຈະຕິດຕໍ່ກັບພວກເຮົາ.

ເບີໂທຕິດຕໍ່ #+86-13567891907

ອີເມວ: sales@semicorex.com