[0015]图1.固化后Ζη0/Α1203材料透射电镜照片。
[0016]图2.孔径为25 nm的介孔Ζη0/Α1203材料透射电镜照片。
【具体实施方式】
[0017]下面通过实施例进一步描述本发明。
[0018]实施例1
(1)将双亲性两嵌段共聚物模板剂聚氧乙烯-聚苯乙烯(PE0125-b-PS145)溶解于挥发性溶剂四氢呋喃中，加入锌前驱体氯化锌和柠檬酸，搅拌溶解后加入盐酸。其中模板剂含量为
0.6 wt%，锌前躯体的含量为3.5wt%，铝前驱体含量为0.06 wt%，柠檬酸含量为2.0wt%，盐酸含量为0.5wt%,其余为溶剂。
[0019](2)将上述混合溶液倒入直径15 cm的培养皿中，室温下挥发除去大部分溶剂后，置于80°C干燥12 h，再置于100°C干燥12 h，形成稳定介观结构。
[0020](3)将固化后样品置于放有Ca02马弗炉内，250°C焙烧1 h，再经600°C焙烧20 min,得到孔径15 nm的介孔氧化锌材料，比表面积50 m2/g。
[0021]实施例2:
(1)将双亲性两嵌段共聚物模板剂聚氧乙烯-聚苯乙烯(PE0125-b-PSls。)溶解于挥发性溶剂四氢呋喃和甲醇混合溶液中(体积比四氢呋喃:甲醇1:1.5)，加入锌前驱体硝酸锌、铝前驱体硝酸铝和柠檬酸，搅拌溶解后加入硝酸。其中模板剂含量为1.0 wt%，锌前躯体的含量为4.6wt%，招前驱体含量为0.5 wt%，梓檬酸含量为3.5wt%，硝酸含量为1.2wt%，其余为溶剂。
[0022](2)将上述混合溶液通过旋涂(spin-coating)方法涂于石英基片，室温下挥发除去大部分溶剂后，置于50°C干燥6 h，再置于150°C干燥12 h，形成稳定介观结构。
[0023](3)将固化后样品置于放有Ca02马弗炉内，300°C焙烧2 h，再经400°C焙烧15 min,得到孔径22 nm的介孔氧化锌材料，比表面积80 m2/g。
[0024]实施例3:
(1)将双亲性两嵌段共聚物模板剂聚氧乙烯-聚苯乙烯(PE0125-b-PS32。)溶解于挥发性溶剂乙醇和甲醇混合溶液中(体积比乙醇:甲醇2.5:1)，加入锌前驱体乙酰丙酮锌、铝前驱体乙酰丙酮铝和柠檬酸，搅拌溶解后加入盐酸。其中模板剂含量为0.8 wt%，锌前躯体的含量为2.0 wt%，招前驱体含量为0.1 wt%，梓檬酸含量为4.8 wt%，硝酸含量为1.0 wt%，其余为溶剂。
[0025](2)将上述混合溶液通过旋涂(spin-coating)方法涂于石英基片，室温下挥发除去大部分溶剂后，置于40°C干燥6 h，再置于100°C干燥24 h，形成稳定介观结构。
[0026](3)将固化后样品置于放有Ca02马弗炉内，200°C焙烧1.5 h，再经700°C焙烧30min，得到孔径25 nm的介孔氧化锌材料，比表面积45 m2/g。
[0027]实施例4:
(1)将双亲性两嵌段共聚物模板剂聚氧乙烯-聚苯乙烯(PE0125-b-PS32。)溶解于挥发性溶剂二氧六环、四氢呋喃和乙醇混合溶剂中(二氧六环:四氢呋喃:乙醇体积比2:2:1)，加入锌前驱体硝酸锌、铝前驱体异丙醇铝和柠檬酸，搅拌溶解后加入盐酸。其中模板剂含量为
1.5wt%，锌前躯体的含量为4.0 wt%，铝前驱体含量为0.4 wt%，柠檬酸含量为2.4wt%，硝酸含量为0.8wt%，其余为溶剂。
[0028](2)将上述混合溶液通过提拉(dip-coating)方法涂于石英基片，室温下挥发除去大部分溶剂后，置于100°C干燥6 h，形成稳定介观结构。
[0029](3)将固化后样品置于放有Ca02马弗炉内，250°C焙烧1 h，再经450°C焙烧10 min,得到孔径25 nm的介孔氧化锌材料，比表面积150 m2/g。
[0030]实施例5:
(1)将双亲性两嵌段共聚物模板剂聚氧乙烯-聚苯乙烯(PE0125-b-PS45。)溶解于挥发性溶剂乙醇和甲醇混合溶液中(体积比乙醇:甲醇2.5:1)，加入锌前驱体乙酰丙酮锌、铝前驱体氯化铝和柠檬酸，搅拌溶解后加入盐酸。其中模板剂含量为0.8 wt%，锌前躯体的含量为2.0 wt%，招前驱体含量为0.06 wt%，梓檬酸含量为4.8 wt%，硝酸含量为1.0 wt%，其余为溶剂。
[0031 ] (2)将上述混合溶液倒入直径15 cm的培养皿中，室温下挥发除去大部分溶剂后，置于40°C干燥6 h，再置于120°C干燥12 h，形成稳定介观结构。
[0032](3)将固化后样品置于放有Ca02马弗炉内，280°C焙烧1.5 h，再经600°C焙烧60min，得到孔径35 nm的介孔氧化锌材料，比表面积75 m2/g。
【主权项】
1.一种氧化铝掺杂介孔氧化锌材料，其特征在于具有均匀连通的介孔孔道，孔壁为纤锌矿型晶化氧化锌；其介孔孔径为10-40 nm，BET比表面积为40-100 m2/g，孔容为0.1-0.3cm3/g，对还原性气体有较高响应。2.根据权利要求1所述的介孔氧化锌材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下: (1)首先，将双亲性两嵌段共聚物聚氧乙烯-聚苯乙烯(PEO-b-PS)作为模板剂溶解于易挥发溶剂中，加入锌前驱体、铝前驱体和柠檬酸配体，搅拌溶解后加入酸，得到混合溶液；混合溶液中，模板剂含量为0.5-1.5 wt%，锌前驱体含量为1_5%，铝前驱体含量为0.05-0.5%，配体含量为1-5.5%，酸含量为0.5-1.5%，其余为溶剂； (2)然后，将上述混合溶液通过提拉、旋涂或者铺膜方法，使易挥发性溶剂挥发完全；待溶剂挥发完全后，将样品至于40-150°C下烘烤6-24 h使固化； (3)最后，将固化后样品置于装有0&02的容器内，于200°C_320°C焙烧1_2 h ;再于400°C _700°C焙烧5-20 min，利用加热Ca02分解原位产生的氧气脱除模板剂，得到具有连通介孔的氧化铝掺杂氧化锌材料； 其中，步骤(1)中所使用的溶剂为四氢呋喃、乙醇、二氧六环、甲醇中的一种或多种；所使用的锌前驱体为氯化锌、醋酸锌、硝酸锌、乙酰丙酮锌中的一种或多种；铝前驱体为氯化铝、硝酸铝、异丙醇铝、乙酰丙酮铝中的一种或多种；所使用的酸为盐酸、醋酸、硝酸中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所使用的双亲性两嵌段共聚物(PEO-b-PS)，其疏水端聚苯乙烯嵌段(PS)分子量在5000-50000之间。
【专利摘要】本发明属于先进纳米多孔材料技术领域，具体一种具有均匀孔道的介孔氧化锌材料及其制备方法。本发明使用两亲性嵌段共聚物作为模板剂，在配体辅助下，利用溶剂挥发诱导自组装（EISA）形成介观孔道结构；通过梯度加热使溶剂完全挥发并固化，进一步在加热分解CaO2原位产生的氧气氛围下焙烧脱除模板，得到具有均匀孔道的氧化铝掺杂介孔ZnO材料。该介孔ZnO/Al2O3材料具有结晶的孔壁和尺寸均一、连续开放的介孔结构，具有较高的比表面积，在气体传感、催化、电化学等许多方面有重要应用。本发明方法简单，原料易得，适于放大生产。
【IPC分类】C01G9/02
【公开号】CN105236468
【申请号】CN201510576838
【发明人】邓勇辉, 周欣然, 任元
【申请人】复旦大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月12日