PDF《超分子模板法合成具有复杂形态的无机材料》

42 C12H 25N H

2 介晶相.它由直径约 150nm 的圆柱六方堆积 而成, 而其中每一个圆柱都是由共轴的A lPO

4 圆柱层和表面活性剂圆柱层由内到外交替排列而 成.这一结果可以通过柱状囊泡的模板复制机理加以解释, 即A lPO

4 在圆柱状囊泡的层间成核矿 化, 最终得到被表面活性剂层所分隔的A lPO

4 圆柱层.值得一提的是, 这种柱状囊泡在溶致液晶中 尚未发现, 而且在理论上也是很难形成的.但这里的结果证明了它的存在, 从而暗示了无机物种对 相行为的巨大影响.

213 表面胶团模板 Yang 等人的研究结果表明取向的中孔二氧化硅薄膜能够通过表面胶团模板在云母表面上合 成出来[16 ] .他们将 TEO S 与十六烷基三甲基氯化铵(CTA C) 的酸性水溶液混合, 然后让其在新解 离的云母表面上于 80℃成核生长即可得到取向生长的连续的中孔二氧化硅薄膜.成核初期在云母 表面形成了取向生长且定向排列的细长晶带, 这意味着二氧化硅2表面活性剂2云母之间的相互作 用促进了云母表面二氧化硅2表面活性剂共组合表面胶团的生成. 最近的原子力显微镜研究结果已 证明吸附于云母表面的十四烷基三甲基铵盐呈现为圆柱状的表面胶团[17 ] .条状晶种进一步的生长 导致彼此间发生融合, 在已生成的二氧化硅层上表面胶团的进一步组合导致膜的连续生长.最近, A ksay 等人[18 ] 进一步将此方法扩展到了其它基质表面, 他们在憎水的石墨表面也得到了连续的中 孔二氧化硅薄膜, 而在二氧化硅表面则得到具有等级结构的中孔二氧化硅薄膜. 图3用于合成网状磷酸钙的双连续微乳液的示意图

3 变形重构(M etamorph ic Recon struction) 变形重构是指经共组合和材料复制产生的无机材料通过与周围反应介质的相互作用而发生进 一步变化, 从而导致材料新的形态花样.它意味着协同合成产物在母体介质中发生延续的变化.

311 液晶模板 将经由液晶模板协同合成得到的中孔硅基材料在其合成母液中进行温和的水热处理, 可以使 其孔径发生扩张(由3nm 到7nm ) [19 ] .在母液中的碱性条件下, 孔隙之间二氧化硅 墙壁 中的部分 物质被溶解下来. 这些可溶性物种被输送到具有高表面曲率的区域重新沉积下来, 最终导致墙壁发 生重构使得孔径扩大. 这一结果不仅提供了一个改变中 孔分子筛孔径大小的新途径, 而且模拟了某些生物矿物 在生长、 修补和变形过程中发生的溶解- 再沉积过程, 因而有着生物学上的重要意义.

312 微乳液模板 W alsh 等人的研究结果表明, 通过发生在双连续微 乳液中纳米级相互交联的水通道中的矿化反应可以制 得微米级网络结构的磷酸钙[20 ] .双连续微乳液由双十 二烷基二甲基溴化铵(DDAB)、 过饱和的磷酸钙水溶液 和长链烷烃构成, 其结构如图

3 所示.首先无机物种与 DDAB 进行共组合, 然后羟基磷灰石(Ca10 (OH )

2 (PO 4) 6) 在DDAB 极性头的表面成核生长.晶体在纳米 ・

4 ・ 化学通报

1997 年第5期?1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 级水通道中生长几小时后可以得到与微乳液结构的尺度大小相符合的无机晶体细丝网络.但如果 让其持续生长几天, 则可得到微米级针状晶体的网络结构, 其尺度大小显然远远大于初始的模板尺 度.这一结果表明这些微骨骼状的无机形态是通过初始晶化引发的微乳液的局部破坏和重组而进 化来的.