上海交通大學 Macromolecules: 利用ABC型三嵌段共聚物為模板合成多種有序大孔硅材料

【引言】

有序的大孔材料可以被應用于催化劑載體，吸收材料，蛋白色譜，濾膜，超輕材料，電子絕緣材料等方面。值得注意的是，因為大孔材料的孔徑與可見光波長接近，因此他們因為獨特的光學性質吸引了廣泛的注意。目前已經開發出很多用于合成大孔材料的方法，比如自組裝分子聚集體、超分子聚集體模板和光刻等。但值得注意的是，大尺度合成具有特定結構的多孔材料依然面臨很多的挑戰。

【成果簡介】

近日，上海交通大學的車順愛教授課題組報道了一種利用AB或ABC型的嵌段共聚物為模板在四氫呋喃和水的混合溶劑中精細合成多孔材料的新方法。在這個方法中，當少量的水加入時，微相分離就會發生。疏水的嵌段部分只會存在于富含四氫呋喃的相中，而水會被排出疏水的部分，主要存在于親水的核中。當這些模板分子僅存在于四氫呋喃和水的界面，這個結構就會被大量溶劑所溶脹，因而形成了較大尺度的大孔材料。作者利用這個方法合成了多種結構的大孔無機材料。這個工作以題為“Formation of Diverse Ordered Structures in ABC Triblock Terpolymer Templated Macroporous Silicas”發表在Macromolecules上。

【圖文導讀】

圖1 兩組份synthesis-field圖

圖2 三組份synthesis-field圖

圖3 以PEO117-b-PS38-b-PtBA146為模板的n-C結構的SAXS、SEM和TEM圖

a）SAXS圖

b）SEM圖

c,d）TEM圖和傅里葉衍射圖

圖4?以PEO117-b-PS38-b-PtBA146為模板的n-H結構的SAXS、SEM和TEM圖

a）SAXS圖

b）SEM圖

c,d）TEM圖和傅里葉衍射圖

圖5?以PEO117-b-PS38-b-PtBA146為模板的L結構的SEM和TEM圖

圖6?以PEO117-b-PS38-b-PtBA146為模板的i-SDD結構的SAXS、SEM和TEM圖

a）SAXS圖

b,c）SEM圖

d-f）TEM圖和傅里葉衍射圖

圖7?以PEO117-b-PS38-b-PtBA146為模板的i-SG結構的SAXS、SEM和TEM圖

a）SAXS圖

b,c）SEM圖

d-f）TEM圖和傅里葉衍射圖

圖8?以PEO117-b-PS38-b-PtBA146為模板的i-SDP結構的SAXS、SEM和TEM圖

a）SAXS圖

b）SEM圖

c,d）TEM圖和傅里葉衍射圖

圖9?以PEO₁₁₇-b-PS₁₀₅-b-PtBA₁₆₇為模板的倒置二維六邊形結構的SAXS、SEM和TEM圖

a）SAXS圖

b,c）SEM圖

d）TEM圖

圖10?以PEO₁₁₇-b-PS₁₀₅-b-PtBA₁₆₇為模板的倒轉膠束的SEM和TEM圖

圖11?不同結構中S/O,O/A和S/A的VFR變化

【小結】

本文報道了一種利用AB或ABC型的嵌段共聚物為模板在四氫呋喃和水的混合溶劑中精細合成多孔材料的新方法。在這個方法中，當少量的水加入時，微相分離就會發生。疏水的嵌段部分只會存在于富含四氫呋喃的相中，而水會被排出疏水的部分，主要存在于親水的核中。當這些模板分子僅存在于四氫呋喃和水的界面，這個結構就會被大量溶劑所溶脹，因而形成了較大尺度的大孔材料。作者利用這個方法合成了多種結構的大孔無機材料。

文獻鏈接：Formation of Diverse Ordered Structures in ABC Triblock Terpolymer Templated Macroporous Silicas?(Macromolecules, 2018, DOI: 10. 1021/acs.macromol.8b00242)

本文由材料人學術組gaxy供稿，材料牛整理編輯。 ?

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