无机材料合成化学_模板合成 中山大学
材料科学中的无机材料合成
材料科学中的无机材料合成无机材料是一类在材料科学中非常重要的材料，其所具有的特性和性质是有机材料无法替代的。
因此，无机材料的合成及制备技术是材料科学中极为关键的一环。
在无机材料的合成中，合理选择合成方法、控制合成条件、提高材料性能等方面都是需要不断研究和探索的。
一、无机材料合成方法目前，无机材料的合成技术主要包括溶剂法、气相合成法、水热法、溶胶凝胶法、流动化床反应法等多种方法。
这些方法各具优缺点，根据不同的材料需求和具体条件进行选择。
溶剂法是将化学物质溶于溶剂中，通过溶液反应形成无机材料的方法。
常用溶剂有水、有机溶剂等。
此方法对材料的组成、形态、尺寸等控制目标较高，适合于精细结构、复杂形态和定量控制的合成。
但该方法存在很多问题，如需要额外消耗大量能量以获得适合反应的溶剂，产品分离困难，容易产生废水和废气等。
气相合成法是利用气态反应物直接在高温高压下进行反应，形成无机材料的方法。
该方法适合制备较高纯度、均匀粒径的材料，产品纯度高，制备速度快，尤其对轻质材料的制备效果更好。
但该方法也存在诸多问题，如温度、压力、气体流量等多项参数难以优化，流程复杂，设备昂贵等。
水热法是一种高温高压下利用水分子的各种特性进行合成的方法。
在一定温度、压力下，水分子能够形成一定的空间、构型和极性，在此条件下反应的物质形成无机材料。
该方法成本低、操作简单，能够制备出高纯度的复杂无机材料，且不需要额外消耗溶剂，具有良好的环保性。
溶胶凝胶法是利用反应物在溶液中形成胶体或溶胶，经干燥和热处理后形成具有均匀孔径和分散度的粉末材料。
该方法适用于制备薄膜、粉末、微球等，且能够较好地控制材料的形貌、组成和尺寸。
但该方法制备过程中较慢、有很多中间步骤，工艺复杂需仔细控制反应条件。
流动化床反应法是利用气体将微粒物料充分悬浮，形成流化床，通过提高物料与气体的接触性，增加物料的反应能力。
该方法操作简单，反应区的温度均匀，且能够快速合成孔径、孔壁等不同形态的无机材料。
中山大学无机化学教案
课程名称：无机化学授课班级：2019级化学专业授课教师：XXX教学目标：1. 让学生掌握无机化学的基本概念、基本原理和基本方法。
2. 培养学生的实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
3. 培养学生的科学素养和团队协作精神。
教学重点：1. 无机化学的基本概念和基本原理。
2. 无机化学实验的基本操作和实验数据处理。
教学难点：1. 无机化学实验的误差分析和数据处理。
2. 复杂无机化合物的制备和性质研究。
教学过程：一、导入1. 复习高中化学知识，回顾无机化学的基本概念。
2. 引入无机化学的研究领域和重要性。
二、讲授新课1. 无机化学的基本概念：元素、化合物、单质、同素异形体等。
2. 无机化学的基本原理：原子结构、化学键、分子结构、晶体结构等。
3. 无机化学实验的基本操作：称量、溶解、过滤、蒸馏、滴定等。
4. 无机化学实验的误差分析和数据处理：误差来源、误差分类、数据处理方法等。
三、实验演示1. 演示无机化学实验的基本操作：称量、溶解、过滤、蒸馏、滴定等。
2. 演示复杂无机化合物的制备和性质研究。
四、课堂练习1. 让学生独立完成无机化学实验的基本操作练习。
2. 让学生分析实验数据，计算实验误差。
五、课堂讨论1. 讨论无机化学实验的误差来源和误差分类。
2. 讨论复杂无机化合物的制备和性质研究。
六、总结1. 总结无机化学的基本概念、基本原理和基本方法。
2. 强调无机化学实验的重要性。
教学评价：1. 课堂表现：学生的出勤率、课堂纪律、积极参与程度等。
2. 实验操作：学生的实验技能、实验数据准确性等。
3. 作业完成情况：学生的作业质量、完成时间等。
教学反思：1. 分析教学过程中存在的问题，如学生理解困难、实验操作不规范等。
2. 改进教学方法，提高教学质量。
无机合成化学简明教程课程设计 (2)
无机合成化学简明教程课程设计摘要本次课程设计以无机合成化学为主题，旨在让学生们了解无机合成化学基本原理和实验操作技能。
本文从实验设计的角度出发，介绍了一节简明的无机合成化学实验课程。
该课程主要涵盖了化学反应的基本原理、实验装置和操作技能。
通过本文的介绍，学生们能够了解无机化学实验的基本流程，深入掌握无机合成化学实验的基本技术。
一、前言无机合成化学是化学专业中的重要学科。
学习无机合成化学，可以让学生了解金属化合物的结构、化学反应原理、材料制备和性质表征等方面的知识，并能掌握制备无机化合物的基本技术和实验技能。
本次课程设计旨在使学生们更好地了解无机合成化学知识。
二、实验目的本次无机合成化学实验的目的是让学生通过简单的化学反应，制备一种重要的化合物，并通过实验获得该化合物的性质。
三、实验原理本次实验主要介绍以下三个方面的知识：3.1 化学反应原理本次实验中，主要使用了一种化学反应原理。
在该反应中，反应物通过加热反应生成产物。
3.2 实验装置本次实验主要使用了一些基本的实验装置，包括三角瓶、鼓风机、热板和真空泵等。
这些实验装置在合成无机化合物的过程中起着重要作用。
3.3 操作技能操作技能是本次无机合成化学实验的关键。
学生们需要掌握实验装置的使用方法，并根据实验流程，将所需的材料按照正确的比例加入到反应器中。
四、实验流程本次无机合成化学实验的具体流程如下：步骤操作步骤1 将反应器放置于三角瓶中，连接鼓风机。
步骤2 用热板将反应器加热到相应的温度。
步骤3 将所需的材料如硝酸、氯化物等按照正确的比例加入到反应器中。
步骤4 将真空泵连接到三角瓶中，并将反应器中的气体抽出。
步骤5 观察反应器中产生的化学反应，直到反应结束。
步骤6 将所得的产物提取出来并进行性质检测。
五、实验结果与分析经过以上流程，学生们成功地合成了一种重要的无机化合物，并通过实验分析，得出了该化合物的性质。
同时，为了确保实验效果，学生们还进行了实验控制与对照，比较了不同材料比例与处理方式的结果。
无机材料合成方法
无机材料合成方法
1. 嘿，你知道固相合成法吗？就好像搭积木一样，把不同的固体物质放在一起，经过一定条件，它们就神奇地变成新的无机材料啦！比如说制造陶瓷，那可真是个神奇的过程呀！
2. 液相合成法也很有趣哦！想象一下把各种物质溶解在液体里，就像调魔法药水一样，然后会产生意想不到的变化呢。
好比制作一些特殊的溶液，然后就能得到我们想要的无机材料啦，多有意思呀！
3. 气相合成法呢，类似于让气体们来一场奇妙的聚会。
它们在特定条件下相互作用，哇塞，新的无机材料就诞生了！就像某种神秘的气体仪式，是不是很神奇？
4. 水热合成法呀，就如同让材料在温暖的水中成长发育。
比如合成水晶的时候，不就像在温水里孕育出美丽的宝物吗？
5. 溶胶-凝胶法，这可是个精细活儿呢。
就好像用胶水一点点塑造出精致的作品，通过这种方法可以得到很特别的无机材料哟，你不想试试看吗？
6. 燃烧合成法听起来就很刺激吧！就像一场热烈的火焰派对，快速地产生新的无机材料。
好比快速燃烧出一些独特的化合物，多带劲呀！
7. 微波合成法，可不是微波炉那么简单哦！它就像用微波给材料施魔法一样，快速又高效。
就像一下子让材料变得不一样了，是不是超厉害？
8. 电化学合成法，岂不是和电打交道？没错呀，就像电赋予了材料新的力量一样。
像在进行一场电子的舞蹈，从而合成无机材料，很神奇吧！
9. 仿生合成法，简直就是模仿大自然的杰作呀！仿照生物的结构和原理来合成无机材料，多酷呀。
就像向大自然这位大师学习，能创造出好多新奇的东西呢！
我的观点结论就是：无机材料合成方法真是五花八门，各有各的奇妙之处，每一种都值得我们去深入探索和了解呀！。
无机化学合成中的新颖策略与挑战
无机化学合成中的新颖策略与挑战无机化学合成作为一门重要的化学领域，旨在通过控制和调控原子、分子的组装和排列，制备出具有特定形貌、结构和性能的无机材料。
随着科技的不断发展，无机化学合成也面临着越来越多的挑战。
为了应对这些挑战，研究者们不断提出新颖的合成策略。
本文将介绍其中一些新颖策略，并讨论这些策略所面临的挑战。
一、绿色合成策略在过去，无机化学合成常常需要使用有毒有害的试剂和溶剂，并产生大量的废弃物。
为了减少对环境的污染，绿色合成策略应运而生。
绿色合成策略强调使用环境友好的试剂和溶剂，以及高效的合成路线。
例如，利用水作为溶剂可以节约能源，减少废物产生。
此外，采用可再生的生物质作为原料也是一种绿色合成的策略。
然而，绿色合成策略在实际应用中面临一些挑战。
例如，一些无机化合物在水中溶解性较差，导致反应速率较慢。
此外，水作为溶剂时有时也会导致产物的晶体形貌不尽如人意。
因此，研究者们需要寻找新的溶剂或者寻找改进水溶性的方法，以提高绿色合成策略的效率和适用性。
二、模板法合成模板法合成是一种利用模板分子来控制和调控无机材料形貌和结构的方法。
模板分子可以是一种有机分子，也可以是一个无机结构单元。
通过选择合适的模板分子，可以制备出具有特定的孔道结构、表面功能化或者多级结构的材料。
然而，模板法合成也存在一些挑战。
首先，寻找适合的模板分子是一项有挑战性的任务。
其次，模板法合成的过程通常较为复杂，需要严格的反应条件和配合试剂。
此外，模板法合成还需要高度的控制和调控能力，以保证所得产物的质量和一致性。
三、共晶法合成共晶法合成是一种通过控制合成体系中组成和比例，实现无机材料特殊结构的方法。
共晶法合成可以制备出具有纳米尺度、多孔结构或者非晶态的材料。
通过调控共晶体系的相图，可以实现对产物形貌和结构的准确控制。
然而，共晶法合成的挑战在于对相图的准确理解和把握。
共晶体系的相图通常复杂多变，需要研究者充分理解反应过程中组分间的相互作用，并合理设计实验条件。
无机材料合成方法
无机材料合成方法无机材料合成方法是研究和制备各种无机材料的关键步骤，它对于材料科学和工程领域的发展起着重要的推动作用。
本文将介绍几种常用的无机材料合成方法，并讨论它们的优缺点以及适用范围。
一、溶液法合成溶液法是最常用的无机材料合成方法之一。
它的基本原理是通过将适量的溶剂中溶解适量的金属离子或化合物，并进行适当的处理，从而得到所需的无机材料。
溶液法具有反应条件温和、操作简单、容易控制产物形态以及适用范围广等优点。
在实际应用中，溶液法合成可以分为沉淀法、水热法和水热合成法等多种方法。
沉淀法是指通过控制反应条件，使溶液中的沉淀物达到一定的固相浓度，然后进行沉淀分离和热处理来制备无机材料。
水热法则是利用高温高压条件下的水热反应来完成材料的合成。
水热合成法则是在水热条件下，将金属离子和有机模板分子共同反应，通过水热合成过程形成无机材料。
尽管溶液法合成具有许多优点，但也存在一些局限性。
比如，溶液法合成的过程中可能产生大量的溶剂废液，处理成本较高。
同时，溶液法合成中产物的纯度和晶型控制也是一个挑战，需要通过优化反应条件来获得所需的材料性质。
二、气相法合成气相法是另一种常用的无机材料合成方法。
它的基本原理是通过将气体或气态前驱物在适当的条件下进行反应，从而制备无机材料。
气相法具有反应速度快、产物纯度高、晶型控制好等优点。
气相法合成常用的方法包括化学气相沉积法、物理气相沉积法和热分解法等。
化学气相沉积法是将气态前驱物通过催化剂的作用在固体表面进行化学反应，生成无机材料。
物理气相沉积法是通过将气态前驱物蒸发，然后在底板上进行凝结，最终形成材料薄膜。
热分解法则是将气态前驱物加热至高温条件下，使其分解生成无机材料。
然而，气相法合成也存在一些问题。
例如，操作条件要求严格，需要高温高压条件下进行反应。
此外，气相法合成的过程中可能产生有毒气体，需要进行有效的排放和处理，以保护环境和人身安全。
三、固相法合成固相法合成是将适量的固体反应物在适当的温度和压力下进行反应，从而制备所需的无机材料。
化学无机化合物的合成
化学无机化合物的合成化学无机化合物的合成是化学领域中的重要内容之一。
通过人工合成，可以制备出各种无机化合物，从而满足人类对不同化合物的需求。
本文将介绍无机化合物的合成方法、应用领域以及相关问题的研究进展。
一、无机化合物的合成方法1. 氧化还原法氧化还原法是合成无机化合物常用的方法之一。
它是通过氧化剂和还原剂之间的氧化还原反应来合成化合物。
例如，通过氧化铜和锌的反应可以得到氧化锌。
这种方法适用于金属氧化物、硫化物等的合成。
2. 水热合成法水热合成法是利用高温高压条件下水的特性来合成化合物的方法。
通过控制反应物的浓度、温度和压力等条件，可以获得不同晶型、形貌和尺寸的无机化合物。
这种方法适用于合成金属氧化物、金属硫化物等。
3. 沉淀法沉淀法是通过化学反应产生的沉淀来合成无机化合物的方法。
例如，通过将铵离子和硫酸根离子反应可以得到硫酸铵。
这种方法适用于产生不溶于水的沉淀的反应。
4. 水溶液法水溶液法是将反应物溶解在水中，通过反应生成化合物的方法。
例如，通过将硫酸和氢氧化钠溶解在水中反应可以得到硫酸钠。
这种方法适用于溶解度较高的化合物的合成。
二、无机化合物的应用领域1. 材料科学无机化合物在材料科学领域有着广泛的应用。
例如，氧化锌可用于制备柔性电子器件；二氧化钛可用于制备光催化材料；氯化铵可用于制备电池电解液等。
通过不同的合成方法，可以得到不同性质的无机化合物，满足不同领域的需求。
2. 医药化学无机化合物在医药化学领域也有着重要的应用。
例如，氯化铂是一种常用的抗肿瘤药物，可用于治疗多种类型的癌症；硝酸铋可用于治疗胃溃疡和炎症等。
通过合成出具有一定活性的无机化合物，可以为新药的研发提供基础。
三、相关问题的研究进展1. 新合成方法的开发近年来，研究人员不断探索新的无机化合物合成方法。
例如，利用微波辐射、超声波等新技术来促进反应速率和提高产率；采用模板剂法来合成复杂结构的无机材料。
这些新方法的开发有助于合成更多种类的无机化合物。
化学物质无机合成
化学物质无机合成化学物质是现代社会中不可或缺的一部分，它们广泛应用于医药、农业、工业等各个领域。
其中，无机合成是一项重要的化学技术，涉及到合成无机化合物和材料。
本文将探讨化学物质无机合成的原理、方法和应用。
一、无机合成的原理无机合成是指通过无机化学原理和方法，将不同的无机物质反应生成目标无机物质的过程。
无机合成涉及到多种反应类型，包括酸碱中和反应、氧化还原反应、置换反应、络合反应等。
在无机合成中，化学反应的速度和产率是重要的考虑因素。
因此，在设计无机合成的过程中，需要选择合适的反应条件和催化剂，以促进反应的进行。
此外，反应物的纯度和比例也是影响合成效果的重要因素。
二、无机合成的方法无机合成方法繁多，下面介绍几种常见的方法。
1. 溶液法溶液法是一种常用的无机合成方法。
在溶液中，通过控制反应物的加入顺序和条件，可以合成出各种无机化合物。
同时，溶液法也可用于合成纳米材料，通过调控溶液中的反应条件，可以控制纳米材料的粒径和形貌。
2. 沉淀法沉淀法是通过加入一种沉淀剂，使溶液中的某些离子沉淀下来形成固体产物的方法。
此方法常用于制备无机颗粒材料和无机薄膜材料。
3. 水热合成法水热合成法是一种在高温高压水环境下进行的无机合成方法。
在水热条件下，反应速度加快，反应物更容易溶解和反应，从而促进无机合成的进行。
这种方法适用于合成金属氧化物、金属硫化物等材料。
4. 气相沉积法气相沉积法是通过将反应物的气态前体物质在高温下分解或反应，生成目标无机材料的方法。
此方法常用于制备薄膜材料和纳米颗粒。
三、无机合成的应用无机合成在各个领域都有广泛应用。
1. 医药领域无机合成用于合成药物的中间体或活性成分。
许多药物，如抗癌药物、抗生素等，都需要通过无机合成来制备。
2. 农业领域农业领域需要大量的无机化合物，如肥料、农药等。
通过无机合成，可以制备出高效、环保的农药和肥料，提高农作物的产量和质量。
3. 工业领域工业领域需要大量的无机材料，如金属氧化物、金属硫化物等。
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AAO模板的形貌结构
A B C
184nm
477nm
666nm
A)电解液为1.2M的硫酸, 温度0℃, 电极电压10V, 时间1h. B)电解液为0.2M的硫酸, 温度25℃, 电极电压30V, 时间1h. C)电解液为1.2M的硫酸, 温度0℃, 电极电压40V, 时间1h.
利用AAO模板合成纳米材料
电抛光
阳极氧化
纳米棒
纳米粒子
沉积 Al 纳米有序阵列复合结构 纳米管 纳米丝
AAO模板法制备纳米材料与纳米结构的工艺流程图
硬模板法合成的不同长径比的纳米线和 多组分纳米线 FeCo
硬模板法合成的不同长径比的金纳米材料
用AAO/Al 模板通过控制沉积时间, 制备出不同长 径比的金纳米材料的TEM照片(孔直径d=10nm, 长 径比(l/d)分别为1, 3, 500).
• 临 界 胶 团 浓 度 （ critical concentration CMC):
micelle
• 表面活性剂在溶液中超过一定浓度时，会从单
体（单个离子或分子）缔合成为胶态聚集物
（分子有序组合体），即形成胶团。溶液性质
发生突变的浓度，亦即形成胶团的浓度，称为
临界胶团浓度。
胶束的形成过程
胶团的变化过程
虽然Busch在60年代对模板的作用方式进行了系统的研究和分 类，但当时仅仅局限于经典的模板效应，所指的模板仅局限于金 属离子。随着近几年来超分子化学的兴起，使得有机化学和无机
化学的交叉更进一步深入，诸如金属离子－配体的络合、氢键的
作用，π-π相互作用以及催化抗体（catalytic antibody），都可以 归结为模板效应。利用模板效应进行有机合成和生物化学上的蛋 白质、多肽、低聚核糖核酸的合成，都可以称为模板合成 （template syntheses）。这里的模板是一个广义的概念，除了金
Ni(OAc)2
R
N Ni2+
S
SH
NH2
+
R
O
S
O
R' N R' R N S
巯基胺⑴
二酮化合物(2)
S
热力学模板的结果是提高产率，因为模板只 会提高产物的稳定性，使平衡向有利于产物生成 的方向移动。
2.2.2 动力学模板
动力学模板则是对不可逆反应而言，
模板的加入会对过渡态起稳定作用。动 力学模板对产物比对原料有更强的络合 作用，因此有利于产物的生成。
N
N
O
7
9
2.3.3 “自身模板”的应用
所谓的自身模板，就是反应物之一自身内部存在 着某一特定的官能基，通过这一官能基与另一反应物 分子生成超分子作用，从而把它“结合”在自己分子 上进行反应，这时所发生的反应就宛若分子内的。 Gobel等比较了14和15形成磷酸二酯的反应，发现14 的反应速度是15的9000倍。化合物14中的双氨基团 就是一个“自身模板”的很好例子：
属离子可作为模板外，中性分子也可作为模板，甚至出现聚合物
模板。从超分子的观点来看，模板就是客体(guest)，当在反应中 与主体（host）或配体协同作用时，能导致目标物的生成。模板合 成越来越受到人们的关注。
2.2 热力学模板和动力学模板
根据反应是热力学控制还是动力学控 制可以把模板分为：
热力学模板（Thermodynamic template） 动力学模板（Kinetic template）
• 与软模板相比，硬模板在制备纳米结构方面有 着更强的限域作用，能够严格控制纳米材料的 大小和尺寸。 • 但是，“硬模板”法合成低维材料的后处理一 般都比较麻烦，往往需要用一些强酸、强碱或 有机溶剂除去模板，这不仅增加了工艺流程， 而且容易破坏模板内的纳米结构。 • 另外，反应物与模板的相容性也影响着纳米结 构的形貌。
2.3 模板在合成中的应用
2.3.1 金属离子存在下的模板合成
作为冠醚化合物合成中模板的金属离子大多是碱金属 离子和碱土金属离子。过渡金属离子也可作为有机合成的 模板。Sally等把Cu+在套环烷（catenane索烃）。合成 中的作用称作交织模板（interweaving template）。
Shanzer等引入锡化合物 [Bu2Sn(OCH2CH2O)]2（5）作为模板，使得β －内酯环合成大环聚内酯。
OH H2N NH2
14 15
R
R= R= H
O
O P OH N H
14 +
O P O O O-
OH H
O
O N H
O
P
O O-
OH
2.3.4 催化抗体在合成中的应用
随着免疫学和分子生物学的发展，催化抗体在近 几年内迅猛地发展起来，受到人们的关注，有着相当 广阔的应用前景。Ralf Hoss等首次把催化抗体归入 模板合成，这是因为催化抗体具有选择性分子识别的 特点，从超分子化学的角度来看，催化抗体就是主体， 就是模板，它与底物或称客体能够形成弱的结合力 （包括氢键、范德华力、静电力等），然后将底物转 化为产物。有关催化抗体在合成中的应用已有综述文 献，这里就不再讨论。
R O
R
O
O
O O
5
R O O R O
其中R=Ph3C-NH-
在合成含功能基西佛碱型大环化合物中，用 Ba2+或Sr2+作为模板，可提高形成西佛碱型大环化 合物的产率（达75％～80％），同时显著地减少 链状化合物的生成。络合物可在乙腈中用硫酸钠水 溶液解络，得到几乎定量的大环游离配体。
H
H
O
OH
MO表示易挥发得金属氧化物； MX4表示易挥发的金属卤化物
Nature, 375, 769, 1995
碳纳米管模板法合成氮化物纳米线
1173K
用碳纳米管模板法合成 GaN纳米丝的装臵示意图
碳纳米管
以碳纳米管为模板合成 的GaN纳米线
(3) 胶体晶体模板
氧化锆
氧化钛
• 二、 “软模板”法
• 软模板通常为两亲性分子形成的有序聚集体， 主要包括：胶束、反相微乳液、液晶等。 • 两亲性分子中亲水基与疏水基之间的相互作用 是两亲性分子进行有序自组装的主要原因。 • 表面活性剂是一类应用极为广泛的物质，其特 点是很少的用量就可以大大降低溶剂的表（界） 面张力，并能改变系统的界面组成与结构。表 面活性剂溶液浓度超过一定值，其分子在溶液 中会形成不同类型的分子有序组合体。
• 亲油端在内、亲水端在外的“水 包油型”胶团，叫“正相胶团” 。
•
亲水端在内、亲油端在外的
“油包水型”胶团，叫“反相胶
团”。
• • 正相胶团的直径大约为5-100nm， 反相胶团的直径约为3-6nm。
MCM-41的制备 CTAB/四甲基 硅酸铵
六方相中孔分子筛形成机理
三嵌段聚合物 硅酸四乙酯 pH<1
第八章
模板法
• 1. 模板法制备纳米材料
• Template-directed Synthesis of nanomaterials
• 合成低维纳米结构已成为人们研究的热点之一。 目前，科学家们已经开发了许多制备纳米结构 的方法。
• 据是否使用模板一般可以分为“模板”法和 “无模板”法。
• “ 模板”法是最近十多年发展起来的合成新型 纳米结构材料的方法。 • 一般来讲，模板法根据其模板自身的特点和局 限性的不同可以分为“硬模板”法和“软模板” 法。 • 一、 “硬模板”法 • 硬模板多是利用材料的内表面或外表面为模板， 填充到模板的单体进行化学或电化学反应，通 过控制反应时间，除去模板后可以得到纳米颗 粒、纳米棒，纳米线或纳米管，空心球和多孔 材料等。经常使用的硬模板包括分子筛，多孔 氧化铝膜，径迹蚀刻聚合物膜，聚合物纤维， 纳米碳管和聚苯乙烯微球等等。
• 多孔氧化铝是利用高温退火的高纯铝箔在一定 温度下，用一定浓度的草酸、硫酸或磷酸溶液 中控制在一定的直流电压下阳极氧化一定的时 间后得到的。 • 该模板的结构特点是孔洞为六边形或圆形且垂 直于膜面，呈有序平行排列。孔径在5至200nm 范围内调节，孔密度可高达1011 个/cm2。 • Shi等人在多孔氧化铝膜中利用噻吩的电化学氧 化聚合制备了聚噻吩微米／纳米管阵列，并用 拉曼光谱证明了管的外表面上存在分子链的取 向。
聚苯胺纳米线的AAO模板合成
溶去部分氧化铝后的PANI纳米线阵列膜形貌的SEM照片.
• (2)以碳纳米管为模板合成纳米线 • 碳纳米管为模板合成碳化硅纳米线： • 将 碳 纳 米 管 与 Si-SiO2 混 合 加 热 加 热 到 1400度可制得碳化硅纳米线。
碳纳米管模板法合成碳化物纳米线反应示意图
Au(0) (小粒径金纳米粒子、 团簇或原子)
Au(0) (金纳米粒子：球或棒)
****
分子内模板效应
最初在合成冠醚化合物中发现加入特定种
类的碱金属离子能够显著提高冠醚化合物的产
率。究其原因是碱金属离子与开链的原料起络
合作用，促进分子内的SN2反应的进行，对环 合反应有利，而避免分子间反应而生成线形聚 合物。这就是模板效应。
Fe纳米线的AAO模板合成
200 180 160
l/d
140
Aspect ratio
120 100 80 60 40 0 2 4 6 8
t/min
Fe纳米线的局部放大TEM照片
纳米线的长径比与沉积时间近似成正比
碳纳米管的AAO模板合成
(b)
(d)
取向碳纳米管有序阵列膜形貌与结构的电镜照片. (a) 完全溶去氧化铝后的由表面碳膜固定和保持的碳纳米 管的低倍 SEM 照片； (b) 从 AAO 模板解离的碳纳米管 束的SEM照片(聚丙烯腈(PAN)路线，750 oC)
• (1)径迹蚀刻聚合物膜和多孔氧化铝膜