本研究拟通过调配介孔材料合成过程中有机-有机、有机-无机和无机-无机物种之间的相互作用,制备出具有功能性、多元组成的有序非硅基新型介孔材料,进而在其规则的介孔孔道内组装另一种功能性纳米颗粒、纳米线,或将该新组分掺入骨架,构成多功能多元组成的新型介孔复合材料,如TiPO4/TiO2,LaPO4/La2O3,ZrO2/CeO2,TiPO4/Eu3+等体系。深入研究影响有序非硅介孔材料组装的因素,探索这些新型多功能介孔复合材料的光化学性能及其应用;研究材料组成、介孔孔径、孔道结构和宏观形貌等与其性能之间的规律。这种多元多功能介孔复合材料的合成及其性能的研究在国际上还属罕见,该类新型复合介孔材料可望具有新颖的光化学性能,并在光催化、环境保护以及光学、电学等领域得到实际应用。
多元复合的介孔材料因其组成的多样性,可控的孔径和高的比表面积而成为材料科学中的研究热点之一,对其功能的研究也显示了它们广阔的应用前景。我们在国家自然科学基金的资助下,围绕申请的课题开展了一系列卓有成效的工作。通过调配反应过程中有机-有机、有机-无机和无机-无机物种间的相互作用,合成了一系列具有不同组成的多元复合介孔材料,并对它们的性质和功能进行了初步的探索。通过实验我们成功制备得到了高度有序的,具有特殊光学性质的介孔三氧化钨材料;合成了多种具有独特形貌、性质以及应用前景的介孔、大孔二氧化硅材料,并对介孔材料的合成规律进行了详细的考察;使用不同的前驱物和模版合成了多种介孔碳材料,并且用它们负载二氧化钛纳米粒子得到了具有优良光催化性能的复合材料;同时我们还制备得到了新型多元的有序介孔氧化物(Si-Ca-P-O),拥有出色的成骨活性,有望成为新一代骨修复材料。以上的研究成果不但对多元复合介孔材料的合成具有重要的探索意义,而且也为这些材料的进一步应用打下了良好的基础。