中空聚膦腈微纳米材料的可控合成与功能化研究

本项目研究中空聚膦腈微纳米材料的可控合成及其功能化，探索和解决其中的基本科学问题。首先探索原位模板、外加模板两种条件下聚膦腈微纳米材料及其复合材料的形成过程，建立聚膦腈微纳米材料及其复合材料的统一形成机理；以该机理为基础，可控合成出中空聚膦腈微球及聚膦腈纳米管，并建立一种以聚膦腈为包覆材料可控合成核/壳结构微纳米复合材料的通用方法；通过氧化还原方法，在所制备中空聚膦腈微纳米材料表面修饰上具有催化活性或磁性能的功能性纳米粒子，并进行相应性能研究，为构筑具有优良催化性能或磁性能的新型微纳米复合材料提供实验和理论基础。本项目的研究体系新颖，所合成的中空聚膦腈微纳米材料是分子水平上的有机/无机杂化材料，是中空材料家族中的一名新成员，其具有高度交联的化学结构，良好的稳定性和尺寸、结构可控性，又易于功能化，本项目必将具有十分广阔的研究和应用前景。

本项目的研究成果包括三个方面：（1）中空聚膦腈微纳米材料的可控制备与形成机理；（2） 中空聚膦腈微纳米材料的功能化；（3）进一步探索聚膦腈微纳米材料的潜在应用领域。.在第一方面，借助外加模板，可控制备出了中空聚膦腈微球，借助原位模板，可控制备出了聚膦腈纳米管，提出了聚膦腈微纳米材料及其复合材料的统一形成机理，即模板诱导组装机理。.在第二个方面，通过氧化还原方法，在所制备中空聚膦腈微纳米材料表面修饰上具有催化活性或磁性能的功能性纳米粒子，并进行相应性能研究，为构筑具有优良催化性能或磁性能的新型微纳米复合材料提供实验和理论基础。.在第三个方面，以聚膦腈微纳米材料作为吸附剂，探索了其在染料吸附方面的应用，以聚膦腈微纳米材料作为碳前驱体，通过高温碳化制备了多孔碳微纳米材料，并表征了他们的储氢能力。