中國(guó)粉體網(wǎng)訊 模板法是利用具有一定立體結(jié)構(gòu)、形狀容易控制的材料作為模板,，通過(guò)物理,、化學(xué)或生物的方法使物質(zhì)原子或離子沉積到模板的孔中或表面，而后移去模板,，得到所需要的納米結(jié)構(gòu)材料的過(guò)程,，用該方法制作的納米材料具有與模板孔腔相似的結(jié)構(gòu)特征。
模板法制備納米材料的關(guān)鍵在于模板劑,，其主要通過(guò)調(diào)控晶體的成核和晶體的長(zhǎng)大兩個(gè)方面來(lái)改變產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌,。常見的模板劑包括兩大類：一是天然的物質(zhì)如納米礦物、生物分子,、細(xì)胞和組織等,；二是合成的物質(zhì)如表面活性劑、多孔材料和納米顆粒等,�,；谄浣Y(jié)構(gòu)的差異，一般分為硬模板劑和軟模板劑,。
模板法分類
模板法根據(jù)模板自身特點(diǎn)和限域能力的不同又分為硬模板法,、軟模板法和自模板法。
硬模板法
硬模板法是制備中空微球及多殼層微球等常用和成熟的方法之一,。硬模板是納/微米級(jí)的剛性材料,，包括金屬、二氧化硅（SiO2）,、聚苯乙烯（PS）和碳球等,。其中SiO2微球常作為模板,，是由于SiO2表面帶有大量羥基，可修飾帶雙鍵或氨基的硅烷偶聯(lián)劑,，增加聚合物反應(yīng)位點(diǎn),，最后通過(guò)酸或堿蝕刻去除。
Chen C等人用TEOS和氨水溶膠凝膠反應(yīng)合成SiO2微粒,，通過(guò)乙烯基三乙氧基硅烷改性SiO2微粒，制備出具有乙烯基的SiO2微球模板,。然后加入苯乙烯（St）和二乙烯基苯（DVB）利用分散聚合法合成PS/DVB/SiO2的核殼結(jié)構(gòu)微球,。通過(guò)氫氧化鈉蝕刻SiO2核，獲得P(S-DVB)中空微球,。
P(S-DVB)空心微球的合成路線圖
軟模板法
軟模板法模板易去除,，是制備中空納米材料最普遍的方式。目前軟模板法最常用的模板包括微乳液模板,、膠束／囊泡模板和氣泡模板,，它們都是以流體的形式存在，模板在反應(yīng)結(jié)束之前可以直接去除具有調(diào)整中空微球內(nèi)外部結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),。但軟模板法受外界條件影響較大,，制備的中空微球的形貌、粒徑及分布可控性較差,。
Li Y等人將乙二醇和乙醇混合作為軟模板,，然后加入二水醋酸鋅在100℃下高壓釜中反應(yīng)數(shù)小時(shí)，經(jīng)洗滌,、過(guò)濾,、烘干后，通過(guò)400℃煅燒1h除去模板后得到氧化鋅中空微球,，作為高級(jí)氣敏材料,。
Wang等報(bào)道了通過(guò)使用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）作為囊泡模板來(lái)合成具有單晶殼結(jié)構(gòu)的多殼空心Cu2O球，控制CTAB的濃度,，形成的不同層數(shù)的囊泡模板最終形成了單殼,、雙殼、三殼,、四殼結(jié)構(gòu)的 Cu2O 空心球,。
軟模板法制備多殼空心球的過(guò)程圖
自模板法
相較于硬模板和軟模板的不同之處，自模板中的模板不僅起到框架作用,，還直接參與到殼層的形成過(guò)程,。制備過(guò)程主要分為兩步，首先合成實(shí)心微球模板,，然后把實(shí)心微球轉(zhuǎn)變成中空微球,。自模板法制備中空微球的機(jī)理主要有奧斯特瓦爾德熟化（Ostwaldripening）,、表面保護(hù)蝕刻和柯肯達(dá)爾效應(yīng)（Kirkendalleffect）等。自模板法能有效的節(jié)省模板材料,，但內(nèi)部材料在向外部生長(zhǎng)成殼的過(guò)程中,，不能精確控制其空腔體積的大小，進(jìn)而影響中空微球的結(jié)構(gòu)和形貌,。
其中生物自模板法中生物基質(zhì)不會(huì)被去除,，模板在惰性氣體下高溫?zé)峤鉃樯锾浚菢?gòu)成殼層的組分,。王東升等人將螺旋藻粉分散于4%硝酸鐵溶液中攪拌12h 后,，離心分離藻細(xì)胞，然后用超純水洗滌數(shù)次,，將藻細(xì)胞加入6%氫氧化鈉溶液中,，105℃冷凝回流2h，經(jīng)離心分離清洗,，將沉淀物置于石英舟中通入氮?dú)忪褵?h,，獲得中空磁性碳微球。
參考來(lái)源：
[1]李磊等.模板法制備無(wú)機(jī)納米材料的研究進(jìn)展
[2]張佳星等.中空微球制備方法及其制革工業(yè)中應(yīng)用前景
[3]陳浩.中空多層殼微球制備及其吸波性能研究
[4]簡(jiǎn)未平等.微球的制備技術(shù)及其在制革工業(yè)中的應(yīng)用
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