临界点干燥仪在纳米多孔材料中的应用

时间: 2024-03-22 12:01:06 |   作者: 胺盐卤素盐

  纳米多孔材料的定义主要基于它们的孔隙大小，这些孔隙通常在纳米尺度范围内，即小于100纳米。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的分类，孔隙能够准确的通过直径分为微孔（小于2纳米）、介孔或中孔（2至50纳米）和大孔（大于50纳米）。纳米多孔材料的孔隙结构提供了巨大的比表面积，这使得它们在吸附、催化、电子材料、光收集、能量传递以及分子传感等领域具有非常明显的应用前景。

  在能源存储领域，例如锂电池技术中，纳米多孔结构被用于提高电极材料的性能。这些材料能够最终靠不同的制备方法，如硬模板法，来制造具有特定孔隙结构的电极材料，来提升电池的储能能力和循环稳定性。

  在常规干燥过程中，随着溶剂的蒸发，表面张力会在孔隙中产生压力，这可能会引起孔壁塌陷，尤其是在孔径较小的情况下。这种塌陷会改变材料的孔隙结构，进而影响其性能，毛细管力也会在干燥过程中对纳米多孔材料造成损害。当液体从孔隙中被抽出时，产生的毛细管力有几率会使材料的收缩或结构变形。为客服这些难点，研究人员采用了超临界干燥技术。这种技术涉及将温度和压力提升到超临界点，使得液体和气体的相界消失，因此在去除溶剂时不可能会受到表面张力的影响。超临界干燥可以有效保持纳米多孔材料的原始结构和形态，是制备这类材料的重要技术之一。

  制备纳米颗粒：超临界流体干燥技术在水难溶性药物纳米颗粒的制备中得到了应用。这种技术能根据药物在超临界流体中的溶解性，通过溶剂法和反溶剂法来制备纳米颗粒。利用超临界流体干燥技术制备的纳米颗粒具有粒径小、有机溶剂残留少、形貌可控性高等优点。

  结合溶胶-凝胶法：超临界干燥技术能与溶胶-凝胶法结合使用，以制备纳米多孔材料。这种办法能够避免在普通干燥条件下由于表面张力造成的骨架坍缩，从而在维持骨架结构的前提下完成湿凝胶向气凝胶的转变。

  制备多孔材料：有研究提出了两种新型的超临界干燥技术用于制备多孔材料。这些材料因其良好的吸附性能、催化性能以及稳定性和耐用性，在催化、环保、能源等领域存在广泛的应用。

  热防护材料：在新一代航天飞行器的轻质、高效隔热需求中，酚醛树脂基纳米多孔材料（PNM）被视为新型热防护材料。其传统制备方法中常常要使用超临界干燥技术，尽管这种方法的制备周期长、成本高。

  华纳创新是美国Tousimis临界点干燥仪的中国总代理和技术服务伙伴，负责Tousimis临界点干燥仪在国内的销售和售后服务，Tousimis专注于临界点干燥仪60余年，在临界点干燥领域处于领头羊，客户遍布全球所有的领域。