“以膜制膜”:三维聚吡咯纳米管阵列薄膜及其应用

作     者：陈盼盼 尚薛 杭天 Panpan Chen;Xue Shang;Tian Hang

作者机构：Center for Scientific Facilities Development and ManagementResearch Center for Intelligent Sensing SystemsResearch Institute of Intelligent SensingZhejiang LabHangzhou 311121China 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学）（英文版）)

年 卷 期：2024年第67卷第4期

页      面：1310-1319页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：supported by Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China (LY23E050007) the Research Initiation Project of Zhejiang Lab (2022MH0PI01) 

主　　题：导电聚合物 纳米通道 六价铬离子 聚碳酸酯膜 高性能材料 膜结构 有序排列 垂直排列 

摘      要：导电聚合物具有良好的导电性和化学稳定性等优异特性,在各种应用领域被广泛研究.三维导电聚合物具有相互连接的网络结构,可提供超高比表面积,是极具潜力的高性能材料结构.尽管纳米制造技术已取得飞速进展,但制备有序导电聚合物超结构,如有序排列的纳米通道,仍极具挑战性.本研究提出了一种简便高效的模板合成法,可制备三维聚吡咯膜结构.以柔性径迹蚀刻聚碳酸酯膜为模板,通过化学聚合法,经去除模板即可获得具有垂直排列通道和连续连接层的三维纳米管阵列薄膜.膜结构中纳米通道长度、直径等微结构尺寸均可精细调控.这种“以膜制膜的方法具通用性、成本低等特点.进一步,我们证明了该精密膜结构在毒害离子吸附、太阳能光热转换、毒害气体传感等方面应用的可能.该结构对六价铬离子表现出快速、优异的吸附性能;无需额外表面改性和基底结构辅助,可直接应用为界面太阳能光热转换材料;对毒害气体氨气展现出优异的传感响应.该工作不仅为聚比咯精细膜结构的制备提供了一种可行的方法,也极大地拓展了三维导电聚合物材料的应用.