Dieser Artikel beschreibt die Herstellung von geordneten Nickel-Nanoschäumen über stromlose Metallabscheidung auf nanoporösen Vorlagen aus selbstorganisierten Diblock-Copolymer auf Basis Supramoleküle erhalten.
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Methodenartikel
Gyroid Nickel Nanostrukturen aus Diblockcopolymer Übermolekülen
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Nanoporöse Metallschäume besitzen eine einzigartige Kombination von Eigenschaften - sie sind katalytisch aktive, thermisch und elektrisch leitfähig ist, und außerdem eine hohe Porosität, hohe Oberflächen-zu-Volumen und Kraft-zu-Gewicht-Verhältnis. Leider gemeinsame Ansätze zur Herstellung von metallischen Nanostrukturen machen Materialien mit stark fehl Architektur, die sich nachteilig auf ihre mechanischen Eigenschaften haben könnten. Block-Copolymere haben die Fähigkeit zur Selbstorganisation in geordnete Nanostrukturen und können als Vorlage für die Herstellung von geordneten Metall-Nanoschäumen verwendet werden. Hier beschreiben wir die Verwendung eines Blockcopolymers supramolekularen Komplex - Polystyrol-block-poly (4-vinylpyridin) (Pentadecylphenol) PS-b-P4VP (PDP) - als Vorstufe für geordneten Nickel-Nanoschaum. Die supramolekulare Komplexe weisen eine Phasenverhalten ähnlich wie bei herkömmlichen Blockcopolymeren und Selbstorganisation in den bikontinuierlich Gyroid Morphologie Witzh zwei PS-Netzwerke in einem P4VP (PDP)-Matrix angeordnet. PDP kann in Ethanol, die zur Bildung einer porösen Struktur, die mit Metall aufgefüllt werden kann, gelöst werden. Mit stromloses Technik kann Nickel in der Vorlage Kanäle eingesetzt werden. Schließlich kann das verbleibende Polymer durch Pyrolyse aus der Polymer / anorganische Nanohybrid wodurch nanoporösen Nickelschaum mit inverser Gyroid Morphologie entfernt werden.
Einleitung
Es gibt verschiedene Techniken zur Herstellung von Metall-Nanoschäumen zur Verfügung: Legierungsauflösung 1-3, Sol-Gel 4,5 nähert, nanosmelting 6,7, und die Verbrennungssynthese 8. Im Entlegierung Verfahren ist das Ausgangsmaterial in der Regel eine binäre Legierung, beispielsweise eine Legierung aus Silber und Gold. Das weniger edle Metall, Silber in diesem Fall kann entweder chemisch oder elektrochemisch, was zu einer ungeordneten porösen Schaum mit Goldnanogröße Bänder entfernt werden. In Verbrennungssynthese, Metall gemischt mit einer energetischen Vorläufer, die Energie während der Zersetzung Mitteilungen und treibt di....
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Protokoll
1. Herstellung und Charakterisierung von PS-b-P4VP (PDP)-Komplexe mit Doppel Gyroid Morphologie
- Abwiegen Polystyrol-block-poly (4-Vinylpyridin) (PS-b-P4VP) und Pentadecylphenol (PDP, M r = 304,51 g / mol). Um die Gyroid Morphologie zu erhalten, sorgfältig wählen Sie die Menge der PDP sollte (der Gewichtsanteil der P4VP (PDP) Block (f P4VP (PDP)) sollte ca.. 0,6 nach dem Phasendiagramm von linearen AB-Diblock-Copolymere). Normalerweise 0,15-0,2 g eines PS-b-P4VP zu PS-b-P4VP (PDP)-Filme 50-100 um dick (vorausgesetzt, dass der Durchmesser eines in dem Schritt 1.3 verwendet P....
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Ergebnisse
. Die Morphologie der supramolekularen Komplexen PS-b-P4VP (PDP) x durch TEM und SAXS untersucht den 2a und 2b typischen Gyroid Muster einer repräsentativen supramolekularen Komplex an: das Doppel-Welle und die Wagen-Rad-Muster, die bekannt ist, darstellen, werden Vorsprünge durch die (211) und die (111)-Ebene des Gyroid Einheitszelle sind. Die PS-Block Domains hell erscheinen, während die P4VP (PDP) x Block Domains dunkel erscheinen aufgrund Iodfärbung. 2c ste.......
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Diskussion
Supramolekulare Komplexe erfolgreich als Vorstufen für geordneten Metall-Nanoschäumen aufgebracht. Bei diesem Verfahren ist der entscheidende Schritt, um die entsprechende Vorlage erfassen, dh eine Vorlage mit Gyroid Morphologie. In dem Phasendiagramm von Blockcopolymeren der Gyroid Bereich ist sehr klein und es ist ziemlich schwierig, vorbei. Dies bedeutet, dass, wenn herkömmliche Blockcopolymere werden als Ausgangsmaterialien verwendet werden, hat die recht aufwendige Synthese, bis die gewünschte Zusammensetz.......
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Offenlegungen
Die Autoren erklären, keine finanziellen Interessen konkurrieren.
Danksagungen
Wir danken für die finanzielle Unterstützung durch die Zernike-Institut für Neue Materialien, Universität Groningen.
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Reagents | |||
| PS-b-P4VP, CAS: 26222-40-2 | Polymer Source Inc. | P9009-S4VP P136-S4VP P5462-S4VP P3912-S4VP weitere | Informationen finden Sie in einer separaten Tabelle |
| : PDP | Aldrich | , P4402-100G-A, | zweimal aus Erdölether rekristallisiert |
| , SnCl2 | Acros Organics | 196981000 | |
| PdCl2 | Aldrich | 76050 | |
| NiSO4• H2O | Sigma-Aldrich | 227676 | |
| Milchsäure | Aldrich | W261106 | |
| Zitronensäure Trinatriumsalz | Sigma-Aldrich | C3674 | |
| Borandimethylamin-Komplex | Aldrich | 180238 | |
| PS-b-P4VP Katalognummer | Mn (PS), g/mol | Mn(P4VP), g/mol | PDI |
| P9009-S4VP | 24000 | 9500 | 1.1 |
| P136-S4VP | 31900 | 13200 | 1.08 |
| P5462-S4VP | 37500 | 16000 | 1.3 |
| P3912-S4VP | 41500 | 17500 | 1.07 |
Referenzen
- Erlebacher, J., Aziz, M. J., Karma, A., Dimitrov, N., Sieradzki, K. Evolution of nanoporosity in dealloying. Nature. 410, 450-453 (2001).
- Nyce, G. W., Hayes, J. R., Hamza, A. V., Satcher, J. H. Synthesis and Characterization of Hierarchical Porous Gold Materials. Chem. Mater. 19, 344-34....
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Nachdrucke und Genehmigungen
