收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微反应器中三维有序多孔阵列的制备

肖作毅  
【摘要】: 有序大孔材料广泛地应用于催化剂载体,分离吸附和光子晶体等方面。此外,三维有序多孔阵列在微反应器中的应用是最近研究的热点。本论文以聚二甲基硅烷模具(PDMSmold)中组装的聚苯乙烯微球胶体晶体结构作为硬模板,采用不同软刻蚀技术成功制备了三维有序大孔阵列。又将排列在PDMS mold中的二氧化硅微球转移到硅片上,制备了结构上新颖和稳定的多层二氧化硅微球组装的微结构。 采用离心方法将聚苯乙烯微球排列在PDMS mold通道中,又在离心力作用下将陶瓷前驱体溶液填充在胶体晶体模板间隙,经过低温固化和高温焙烧,制备了三维有序大孔SiCN陶瓷阵列。通过高分辨率扫描电镜和光学显微镜的表征,证明了采用此方法,能够在相对较短的时间内制备出高质量三维有序大孔SiCN陶瓷阵列。此外,又考察了在110℃热处理不同时间对模板中聚苯乙烯微球形貌的影响,瓶颈尺寸在300nm至820nm范围内。以上不同的微球模板出发,制备出了不同“窗口”尺寸的三维有序大孔SiCN陶瓷,窗口尺寸从258 nm增加到720nm,而比表面积从477 m2g-1降低至337 m2g-1。 采用了离心方法制备了高质量的三维有序多孔SiCN材料,但是依然存在难以制备出大面积的三维有序大孔阵列的问题。因此,采用了直接挥发组装法在PDMS mold通道中组装聚苯乙烯微球,利用转移微模塑技术(microtransfer molding,μTM)制备出不同尺寸的三维有序大孔全氟聚醚阵列(perfluoropolyether, FP) (50μm-400μm)。实验结果证明采用此方法,不仅大大缩短了操作流程所需时间,而且增大了三维有序大孔阵列的面积。此外,使用不同图案的PDMS mold,制备了不同形状的三维有序大孔全氟聚醚阵列。大面积的三维有序多孔阵列的成功制备降低了随后光刻蚀技术制备有三维有序大孔阵列的SU-8-50微通道的难度。 采用了不同组装方法在PDMS mold通道中组装二氧化硅微球,然后制备二氧化硅微球组装的阵列。实验表明采用毛细管模塑方法不能制备出高质量和稳定的阵列,而利用转移微模塑技术和层层叠加方法制备了结构新颖和稳定的一层、二层和三层的二氧化硅微球组装的阵列。通过对二氧化硅微球不同温度焙烧后进行表征,证明了随着温度的提高,二氧化硅微球阵列在硅片上越来越稳定。当焙烧温度为950℃时,在硅片上得到了稳定的二氧化硅微球阵列。扫描电镜和显微镜照片表明此结构具有几十微米的大孔和几百或几十纳米的小孔。另外,这种稳定的二氧化硅微球阵列可以使用光刻蚀技术放入到SU-8-50微通道中,和二氧化硅微球组装的胶体晶体结构相比,孔隙率从0.63降到0.26,二层二氧化硅微球阵列所产生的床层阻力降低了63倍。此结构作为微混合器用于微反应器中流体的混合,大大提高了液体的混合效率。和无微结构的微通道相比,混合效率提高了近4倍。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 许苗军;陈天然;李斌;;纳米银碗阵列结构的高效制备及荧光增强性能[J];高等学校化学学报;2012年11期
2 魏飞;张强;骞伟中;徐光辉;项荣;温倩;王垚;罗国华;;碳纳米管阵列研究进展[J];新型炭材料;2007年03期
3 缪城;潘志娟;;阵列纤维网过滤过程的数值模拟与分析[J];产业用纺织品;2010年09期
4 李振;赵新颖;王覃;王卫宁;;一种纳米孔洞阵列金膜制备方法[J];现代仪器;2008年03期
5 王玲;陈平;;铁磁性基体与金属线阵列复合体系的双负材料特性[J];现代电子技术;2012年10期
6 杨建良,郭照华;集成光纤阵列用于复合材料冲击与振动的检测[J];纤维复合材料;1998年04期
7 屈黎明;程志强;姚养库;岳国富;杨文峰;;管状阵列相变复合材料的传热特性[J];节能技术;2013年02期
8 吕江涛;赵玉倩;宋爱娟;杨琳娟;张杨宇;刘艳;谷琼婵;姜潇潇;马振鹤;王凤文;司光远;;超小间距纳米柱阵列中的谐振调制[J];物理学报;2013年23期
9 程文德;吴萍;鄢剑;陈蓓;肖潭;;阵列纳米ZnO的一种新颖的制备方法及其光致发光特性研究[J];功能材料;2007年06期
10 李洪炜;钱斯文;祝名伟;;E玻璃纤维微针阵列的化学腐蚀制备[J];中国科技论文在线;2011年09期
11 刘冰;陈海涛;钱东金;;界面组装金属-多卟啉阵列结构及其纳米晶[J];化学进展;2007年06期
12 张广宁;李梦轲;;纳米ZnO阵列的制备及荧光特性[J];辽宁师范大学学报(自然科学版);2007年02期
13 李明;;具有规则阵列结构的阳极氧化铝模板的制备[J];玉溪师范学院学报;2007年08期
14 王成伟;马军满;李燕;张其君;;多孔TiO_2/FTO纳米有序阵列膜的可控生长研究[J];西北师范大学学报(自然科学版);2010年04期
15 靳悦荣;陈卓;王振林;;金属微纳结构有序阵列中Fano共振的产生条件[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2013年09期
16 马海敏;洪亮;尹伊;许坚;叶辉;;超亲水性SiO_2-TiO_2纳米颗粒阵列结构的制备与性能研究[J];物理学报;2011年09期
17 杨波;牛高;周秀文;刘旭东;余斌;朱晔;;多孔阵列聚合物模板的制备[J];强激光与粒子束;2013年12期
18 贾若琨;杨莹;罗娟;甄丽颖;;溶剂散逸自组装法制备超疏水针垫阵列膜[J];应用化学;2010年09期
19 蒋稳;邹宇;伍建春;展长勇;朱敬军;安竹;杨斌;黄宁康;;腐蚀液配方对刻蚀高阻硅多孔阵列结构形貌影响的研究[J];功能材料;2013年15期
20 白安琪;胡迪;丁武昌;苏少坚;胡炜玄;薛春来;樊中朝;成步文;俞育德;王启明;;用PAA模板法实现硅基纳米孔阵列结构[J];物理学报;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马玉荣;;一维方解石单晶微纳阵列结构的可控合成[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第05分会:无机化学[C];2014年
2 魏文博;葛广路;;金纳米棒垂直阵列的制备、表征与应用[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第33分会:纳米材料合成与组装[C];2014年
3 叶小舟;齐利民;;硫化锌纳米碗阵列的制备及其在传感方面的应用[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
4 蔡金光;齐利民;;基于二氧化钛纳米棒阵列结构的自清洁宽波段全方向减反射涂层[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
5 李宏俊;陈展鹄;李丽玲;;LED阵列失效特性分析及探讨[A];海峡两岸第九届照明科技与营销研讨会专题报告文集[C];2002年
6 毋芳芳;马小健;冯金奎;钱逸泰;熊胜林;;三维Co_3O_4和CoO@C墙阵列形貌控制,形成机理以及锂电性能的研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第33分会:纳米材料合成与组装[C];2014年
7 魏志祥;李梅;黄际勇;;导电聚合物纳米结构阵列的制备和性能研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
8 俞国军;王森;巩金龙;曹建清;朱德彰;;低能离子束辅助大面积制备纳米点阵列[A];2006全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2006年
9 钟留彪;张军昌;江林;;多功能化等离子体念珠结构的构筑[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第33分会:纳米材料合成与组装[C];2014年
10 杨晓东;吴艾辉;贺鹏飞;高华健;;微观碳纳米管材料的力学性质研究[A];第十二届全国物理力学学术会议论文摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱迪夫;通过多元方法构造功能性有序微结构阵列[D];吉林大学;2010年
2 肖作毅;微反应器中三维有序多孔阵列的制备[D];大连理工大学;2010年
3 段国韬;宏观尺度纳米结构阵列的电化学合成及其原型器件研究[D];中国科学院研究生院(合肥物质科学研究院);2007年
4 单建华;仿壁虎微米粘附阵列制备及柔性触觉关键技术研究[D];中国科学技术大学;2007年
5 钱学旻;Ⅱ-Ⅵ族一维半导体纳米材料阵列的制备及其性质的研究[D];苏州大学;2009年
6 蒋建;钴、镍基氧化物/氢氧化物纳米结构阵列设计及其储能机理研究[D];华中师范大学;2013年
7 王辉静;仿壁虎微纳米阵列的粘附机理与控制方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 胡海龙;Si基纳米晶阵列的制备及特性研究[D];兰州大学;2006年
9 李志士;二维有序图案化蛋白阵列的制备及其SERRS光谱检测[D];吉林大学;2012年
10 张鹏;高深宽比微纳层次结构的仿壁虎毛优化设计与制作工艺研究[D];华中科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张锋;宽带阵列综合方法研究[D];西北工业大学;2007年
2 耿路峰;激光直写法制备仿刚毛微纳阵列的研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 曹跃霞;晶胶阵列的制备及其在传感中的应用研究[D];东南大学;2005年
4 高龙超;分布式阵列特性及其波达方向估计算法研究[D];西安电子科技大学;2014年
5 文茜;超大规模集成电路阵列自重构问题的研究[D];兰州大学;2007年
6 胡立翔;阵列结构轴压过程研究及其在地铁车辆中应用[D];中南大学;2012年
7 陈艳艳;有限阵列结构的散射分析方法研究[D];西北工业大学;2004年
8 陶文卿;面向媒体处理的可重构阵列的结构设计与研究[D];上海交通大学;2010年
9 田静;极化敏感阵列干扰抑制算法研究[D];西安电子科技大学;2014年
10 林东;铁纤维阵列的研究[D];武汉理工大学;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978