一种具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料的制备方法。方法包括待冷冻溶液的配制；冷源表面的图案化处理，得到具有微结构的冷源表面；将待冷冻溶液在具有微结构的冷源表面进行定向冷冻得到冷冻的块体，并将其进行脱模得到冷冻材料；将冷冻材料进行冷冻干燥，得到具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料。本发明专利技术的制备方法简单，能实现取向结构的大规模制备，适合工业放大应用，可根据实际需要对表面微结构设计不同的图案，得到复杂结构的多孔材料，实现多功能的应用；本发明专利技术的调控过程不受组装单元的限制，广泛适用于各种体系，与单向冷冻的无规则结构相比，本方法得到的多孔材料与高分子复合得到的材料有更优异的力学性能。的力学性能。的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及多孔材料的制备领域，具体涉及一种具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料的制备方法及产品和应用。

技术介绍

[0002]定向冷冻法是一种利用温度场来调节冰晶的成核与生长的制备方法，材料结构通过复制冰晶的形貌而得到精确的调控。Deville等人(S.Deville,et al.Science,2006,311,515
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518.)首次提出冰模板法的概念并成功制备了以陶瓷颗粒为组装单元的支架材料，孔隙完美复刻冰晶的形貌，通过将无机骨架与高分子复合可以得到兼具高强度和高韧性的复合材料。然而，在此过程中，冰晶的生长仅受垂直于表面的温度梯度的一维调控，在平行于基底的平面内冰晶的生长方向是随机的，最终获得材料具有多取向的结构特点，此过程可称之为单向冷冻。之后，Bai等人(H.Bai,et al.Sci.Adv.,2015,1,e1500849)通过在冷源表面引入一个楔形角，形成双向的温度梯度来调控冰晶的生长，从而可以实现单一取向结构的制备，该方法应用于无机的陶瓷颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)待冷冻溶液的配制；2)冷源表面的图案化处理，得到具有微结构的冷源表面；3)将待冷冻溶液倒入冷冻模具中，在具有微结构的冷源表面进行定向冷冻得到冷冻的块体，并将冷冻的块体从模具中进行脱模得到冷冻材料；4)将冷冻材料进行冷冻干燥去除冰晶，得到具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料。2.根据权利要求1所述的具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述的待冷冻溶液包括无机纳米颗粒分散液、无机纳米片分散液、二维功能材料分散液和高分子聚合物溶液中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料的制备方法，其特征在于：所述的无机纳米颗粒分散液以氧化铝纳米颗粒分散液为例，无机纳米片分散液以氧化铝纳米片分散液为例，二维功能材料分散液以氧化石墨烯分散液为例，高分子聚合物溶液以壳聚糖溶液为例。4.根据权利要求1所述的具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，冷源表面的图案化处理是采用刻蚀加工或砂纸打磨的方法。5.根据权利要求4所述的具有长程取向结构或复杂结构的多孔材料的制备方法，其特征在于：所述的冷源表面为硅片表面，采用刻蚀加工的方法，具体为：通过深硅刻蚀工艺在硅片表面刻蚀截面为矩形的沟槽，沟槽的宽度为3
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50μm，沟槽的间距为3
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50μm，沟槽的深度为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏浩，李萌，赵妮芳，王梦宁，高微微，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：