关于球形介孔金属氧化物(SMMOs)的最新研究进展显示了其在众多研究领域的巨大应用潜力。然而,与广泛研究的二氧化硅相比,直接构建这些材料并精确控制其关键形状特征,特别是孔隙结构,仍然是一个巨大挑战。
有鉴于此,中科院化学研究所万立骏院士,曹安民研究员报道了一条简单而高效的合成路线,可以很好地控制各种SMMOs的孔取向。以Al2O3为例,揭示了溶液中的沉积动力学在构建不同SMMOs中的至关重要的作用。
文章要点
1)以Al2O3为模型体系,研究人员论证了通过甲酰胺分解诱导过程来调节Al3+的水解和沉淀的可能性,为控制无机物种的生长动力学提供了理想的工具,无机物种的缓慢形成促进了与阳离子表面活性剂的良好界面组装,并成功地形成了均匀的嵌入介孔的Al2O3基纳米球(Al2O3-SMMO)。
2)通过控制浓度和添加剂等反应参数,可以方便地将制备的Al2O3-SMMO的孔结构从径向、树枝状和同心向进行系统性调节。
3)这种合成路线可以很容易地扩展到构建各种SMMOs中,如Cr2O3,CeO2,La2O3和Y2O3,或者CexLayOz的杂化化合物。
该研究为SMMOs的未来应用提供了一个可靠、通用的合成平台,并实现了SMMOs的系统化设计。
Wei Zhang, et al, Spherical Mesoporous Metal Oxides with Tunable Orientation Enabled by Growth Kinetics Control, J. Am. Chem. Soc, 2020
DOI:10.1021/jacs.0c07938
https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c07938