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以可降解有机气凝胶为模板的纳米多孔铜制备方法研究的中期报告
一、背景和意义
多孔材料是一种具有高度内部表面积和良好吸附性能的材料，已广泛应用于传感器、催化剂、能源存储、过滤、分离等领域。最近，纳米多孔材料受到了广泛关注，因为它们具有更大的表面积和更多的尺寸限制效应，从而拓展了许多应用领域。铜是一种广泛用于电子和光电子器件上的金属，也已经被用于多孔结构的制备，但目前的制备方法存在着许多挑战，例如控制孔径分布和壁厚等问题。
可降解有机气凝胶是一种具有高度孔隙度和大量孔道的材料，已经用于制备多种多孔材料，例如金属氧化物、金属和非金属材料等。基于可降解有机气凝胶的模板法制备纳米多孔铜是一种有效制备方法，可以通过控制气凝胶的物理和化学特性来控制铜的孔径和壁厚。此外，可降解有机气凝胶还具有良好的可控性和高度可转化性，因此可以在制备过程中使废物最小化，从而提高了其环境可持续性。
二、研究目标
本研究旨在探究可降解有机气凝胶作为模板的纳米多孔铜制备方法。主要研究内容包括：
1.研究不同制备条件对纳米多孔铜结构的影响。
2.优化可降解有机气凝胶模板的性能，以提高铜模板在制备中的稳定性和重复性。
3.研究纳米多孔铜的物理和化学特性。
4.应用纳米多孔铜于传感器、催化剂等领域，验证其应用性能。
三、研究方法
1.可降解有机气凝胶的制备
采用溶剂替代法制备哌嗪化邻苯二甲酸铵（PDA）基有机气凝胶。首先，将PDA和甲醇按1:1的比例混合，随后加入过量的甲醇，在常温冷藏过夜沉淀。沉淀后的PDA-甲醇溶液通过真空过滤器和挥发干燥器收集纳米多孔有机气凝胶。
2.纳米多孔铜的制备
将有机气凝胶浸入含有铜盐溶液的离子液体中，经过还原和离子交换后，再进行洗涤和干燥制备纳米多孔铜。
3.材料表征
利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等方法对材料进行表征。
四、预期成果
本研究预计实现可降解有机气凝胶作为模板的纳米多孔铜制备方法。找出关键的工艺参数以及制备条件。描述该制备方法对纳米多孔铜的物理、化学性质的影响。优化可降解有机气凝胶模板的性能，提高制备中的稳定性和重复性。验证多孔铜材料在传感器、催化剂等领域的应用性能。