以聚苯乙烯球为模板制备多孔材料

以聚苯乙烯球为模板制备多孔材料

中南大学

硕士学位论文

以聚苯乙烯球为模板制备多孔材料

姓名：李艳华

申请学位级别：硕士

专业：应用化学

指导教师：曾冬铭

20060101

以聚苯乙烯球为模板制备多孔材料

中南大学硕士学位论文摘要

摘要

本论文综述了多孔材料的制备与应用，胶态晶体模板的组装及其空隙中前驱体的填充。提出了以单层ＰＳ（聚苯乙烯）胶态晶体为模板，通过电沉积法制备了单层蜂窝状纳米金，并将其应用在电化学和ＤＮＡ杂交检测中。将ＰＳ球与Ｔｉ０２胶体粒子混合制备了多孔Ｔｉ０２电极，并将其应用在染料敏化太阳能电池中。

用滴膜法、拉膜法和旋涂法，在金膜和ＩＴＯ基质上自组装了单层ＰＳ胶态晶体模板，然后在其空隙中电沉积金，除去ＰＳ胶态球，得到不同厚度的单层蜂窝状纳米金。用电化学工作站检测ＨＳＣ６Ｆｃ（巯基二茂铁）修饰不同厚度的单层蜂窝状纳米金电极与裸金电极的电化学特性，得出不同厚度的单层蜂窝状纳米金电极峰电流为裸金电极峰电流的１－４．８倍，并通过理论计算得出单层蜂窝状纳米金电极的峰电流的放大倍数与沉积金的厚度有关（即金的比表面积有关）。蜂窝状纳米金电极与裸金电极上的电化学信号表明ＨＳＣ６Ｆｃ在蜂窝状纳米金电极与裸金电极上的电极过程为吸附过程。用单层蜂窝状纳米金电极和裸金电极检测ＤＮＡ杂交信号，结果表明蜂窝状纳米金电极比裸金电极具有更高的灵敏度。

用溶胶一凝胶法合成了纳米ＴｉＯ：胶体粒子，然后将ＰＳ胶态球与ＴｉＯ：胶体粒子按比例混合制备了不同孔状的染料敏化纳米ＴｉＯｚ多孔膜电极。用ＸＲＤ、ＴＥＭ和ＡＦＭ对纳米Ｔｉ０２粒子进行表征表明，纳米Ｔｉ０２粒子晶型主要为锐钛矿结构和少量的板钛矿，尺寸在１０—４０ｎｍ之间。纳米Ｔｉ０２多孔膜的ＳＥＭ图显示，纳米Ｔｉ０２粒子没有与ＰＳ球混合得到的Ｔｉ０２多孔膜电极粒子间存在３０．２００ｎｍ的中孔；纳米Ｔｉ０２粒子和６００ｎｍＰＳ胶态球按比例混合得到的Ｔｉ０２多孔膜电极中既存在３０．２００ｎｍ的中孔，也存在６００ｎｍ的大孔，且大孔比率随着ＰＳ比率的增大而增大。由不同的染料敏化纳米Ｔｉ０２多孔膜电极的紫外－可见光吸收光谱曲线图可知，Ｐｓ胶态球与Ｔｉ０２胶体粒子按ｌ：１混合的紫外．可见光吸收光谱最大，效果最好。

关键词多孔，胶态晶体模板，蜂窝状纳米金，染料敏化太阳能电池，Ｔｉ０２多孔膜电极

以聚苯乙烯球为模板制备多孔材料

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

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