5．参考文献 13

6．致谢 14

1。引言

多孔材料由于具有低密度、吸附能力、高比表面积、可调控的孔结构以及制备方法简易等优点，被广泛运用于分离与过滤膜、催化剂载体、生物医学材料等诸多应用领域。其中高分子膜技术是多学科交叉的产物，它与传统的膜分离技术相比，具有低能耗、分离效率高、选择性高、操作简单、绿色无污染等优点，引起了广大学者的关注，从而涌现了大量制备高分子多孔材料的有效策略。制备高分子多孔材料的方法，根据模板的差异，可分为硬模板法与软模板法，又由于通过软模板法可以获得可控特殊结构的多孔材料，调控空间较大，且与硬模板相比，可获得尺寸较小的孔结构，具有丰富的可调控性而广受关注。

1。1 多孔材料概述

多孔材料的研究是近年材料科学中发展较为迅速的一个方向，源Q于W优E尔A论S文R网wwW.yOueRw.com 原文+QQ75201,8766 顾名思义就是具有大量空隙的一类材料。其通常由形成孔隙结构的流体相与作为材料框架结构的连续固相所组成。但并非所有含有孔隙的材料都可以被称为多孔材料，例如某些较大的孔洞以缺陷的形式存在于材料之中，将导致材料力学性能降低，故不属于多孔材料。

多孔材料可根据其孔径的大小分为三类，它们分别为微孔材料（孔径<2 nm）、介孔材料（2<孔径<50 nm）与大孔材料（孔径>50 nm）[1]。多孔材料使用性能的影响因素有很多，主要包括多孔材料的孔形貌、比表面积、孔径大小及其分布情况等。其中决定多孔材料应用领域的核心因素为孔径大小以及它的分布情况，例如多孔隔膜是锂离子电池的重要组成部分，需要孔径分布均匀且尺寸处于亚微米级的多孔结构[2]；再如，微滤和超滤技术是解决全球水资源危机的重要手段之一，要求孔的尺寸约为十纳米至亚微米。因此，探究多孔材料的有效制备及其孔结构的定向调控具有重要意义。

1。2 聚合物多孔材料的制备方法

过去的几十年里，发展了大量制备聚合物多孔材料的有效方法。常用的制备策略为：在某种特定作用力的诱导下，目标材料可形成具有一定空间分布规律的复杂结构，而后选择性地除去其中的某一部分，即可得到目标材料的多孔结构[3]。通常将该合成策略中所指的“特定作用力”称为模板，因此该制备策略被称为模板法。除了直接模板法之外，例如乳液聚合、界面聚合以及“Breath Figures”等均可归属于模板法的范畴。根据模板性质的区别，可大致将上述制备方法分为“硬模板法”与“软模板法”两类。

1。2。1 硬模板法

所谓硬模板法，就是将目标材料或者其前驱体注入到具有某种特定形貌或者空隙结构的模板材料中，而后使其发生固化成型或原味聚合，最后通过煅烧等方式将模板除去，从而获得具有目标结构的多孔材料。常作为模板的物质有碳纤维[4]、介孔二氧化硅（SiO2）[5]、高聚物微球[6]以及各种天然多孔材料等。通过硬模板法，研究者已制备了大量聚合物多孔材料，从结构上大致可以分为三类：a）管状多孔材料（如图1。1a所示）；b）球状多孔材料（如图1。1b所示）；c）有序多孔材料（如图1。1c所示）。

图1。1。 硬模板法制备获得多孔聚合物结构类型。

(a) 管状多孔材料；(b) 球状多孔材料；(c) 有序多孔材料。

硬模板法具有很多显而易见的优点，例如操作方法简单，成本较低，以及精准反向复制模板框架而实现介孔/大孔目标材料的制备。如图1。2所示，Holland等人[1]采用抽滤的方法将氧化锆前驱体吸入作为模板的聚苯乙烯（Polystyrene，PS）微球之间，之后除去PS微球，获得尺寸在320-360 nm，排列紧密的氧化锆多孔材料。Zhao等人[7]采用纳米浇铸的方法，以聚碳硅烷（PCS）作为前驱体，将其注入到介孔二氧化硅（SBA-15和KIF-6）模板中，并放在N2氛围中施加高温，使聚碳硅烷发生热分解后进一步结晶，成功制备了两种介孔碳化硅（SiC）材料。