基于配位聚合物凝胶制备无机-聚合物复合纳米线自支撑三维网络的研究

基本信息
批准号:51903250
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:李勃天
学科分类:
依托单位:中国石油大学(北京)
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
三维网络配位聚合物凝胶复合纳米线
结项摘要

Inorganic-polymeric composite nanowires are a kind of versatile and functional nanocomposites widely used. However, the composite nanowires prepared as dispersions are generally limited by nano-aggregation and poor mechanical strength. In order to overcome the shortcomings of current methods, this work introduces coordination polymer gels as reactive templates due to their excellent thermal stability, high metal content and uniform nanofiber network, and presents a new strategy to prepare a three-dimensional network composed of composite nanowires with stable self-supporting property. The main researches include: (1) constructing a coordination polymer gel by the coordination of ligands and metal ions, and studying the assembly process of coordination polymers; (2) using gel fibers as templates to produce the network of core-shell nanowires through polymerization, and investigating the template effect on the polymerization process; (3) fabricating inorganic nanoparticles by the in-situ reaction of the metal ions in the core to prepare the network of inorganic-polymeric composite nanowires, and characterizing the stability, mechanical strength and catalytic capacity of the nanowires. In this work, the mechanism of coordination polymer assembly and gel templating synthesis will be deeply studied, and the supramolecular self-assembly theory will be applied for the template synthesis of macro self-supporting three-dimensional network. Accordingly, a new strategy for preparation of three-dimensional networks of inorganic-polymeric composite nanowires will be established.

无机-聚合物复合纳米线是一类功能丰富、用途广泛的复合材料,但现有制备方法常得到复合纳米线分散体,存在易团聚、力学性能差的问题。本项目针对上述不足,引入配位聚合物凝胶作为反应型模板,利用其优良的热稳定性、较高的金属含量和均匀的纳米纤维网络,制备具有稳定自支撑作用的复合纳米线三维网络结构。研究内容包括:(1)通过配体和金属离子的配位作用构筑配位聚合物凝胶纤维,研究其组装过程;(2)以凝胶纤维网络为模板,经聚合得核壳型纳米线网络,考察凝胶模板对聚合过程的影响;(3)进而将金属离子内核原位反应生成无机纳米粒子,制得无机-聚合物复合纳米线网络,并表征复合纳米线网络的胶体稳定性、力学性能和催化性能。本项目的成功实施,将深入揭示配位聚合物一维组装机理和凝胶模板聚合机理,从而将超分子自组装理论运用于宏观自支撑三维网络的模板合成,并建立一种制备无机-聚合物复合纳米线三维网络的新方法。

项目摘要

无机-聚合物复合纳米线是一类功能丰富、用途广泛的复合材料。本项目通过引入配位聚合物凝胶作为反应型模板,利用其模板效应,通过模板聚合和后处理工艺,制备了具有自支撑作用的无机纳米粒子-聚合物复合纳米线三维网络结构。本研究内容包括:(1)通过配体和金属离子的配位作用构筑了配位聚合物凝胶纤维,解析了其组装机理;(2)以凝胶纤维网络为模板,经聚合得核壳型纳米线网络,明确了凝胶模板在聚合过程中的作用和影响;(3)将金属离子原位反应生成无机纳米粒子,制得无机纳米粒子-聚合物复合纳米线网络,并表征了复合纳米线网络的稳定性、力学性能和催化性能。本项目成功实现了预期目标,深入揭示了配位聚合物一维组装机理和凝胶模板聚合机理,将超分子自组装理论运用于宏观自支撑三维网络的模板合成,并建立了一种制备无机-聚合物复合纳米线三维网络的新方法。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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