溶剂蒸发诱导协同组装法合成有序介孔金属氧化物及其在气体传感中的应用

研究人员通过聚环氧乙烷-嵌段-聚苯乙烯胶束的溶剂蒸发诱导协同组装（EICA）方法，解决了有序介孔金属氧化物（OMMOs）合成中水解控制难和高温煅烧易导致无序结构的难题。该研究实现了孔径（10–35 nm）和化学微环境的精准调控，为气体传感和电催化析氢反应提供了高性能材料，合成过程仅需3.5天且无需特殊设备。

　　

这项研究突破性地开发了溶剂蒸发诱导协同组装（Evaporation-Induced Cooperative Assembly, EICA）技术，用于可控合成具有周期性互连介孔和晶态骨架的有序介孔金属氧化物（Ordered Mesoporous Metal Oxides, OMMOs）。传统方法中，金属盐类前驱体的不可控水解以及高温煅烧导致的晶体无序化问题，在此通过两亲性嵌段共聚物（如聚环氧乙烷-嵌段-聚苯乙烯，PEO-b-PS）的配体辅助组装策略和碳支撑结晶技术得到解决。

研究团队巧妙利用嵌段共聚物模板的聚苯乙烯链长度调节，实现了10–35 nm孔径范围的精准定制，并通过孔壁工程（如元素掺杂、贵金属修饰和异质结构建）进一步优化材料性能。以三氧化钨（WO₃）为代表的OMMOs展现出优异的化学电阻式气体传感特性，同时在电催化析氢反应（HER）中表现出潜力。整个合成流程仅需3.5天（不含嵌段共聚物制备的2.5天），且无需复杂操作技术，为功能化介孔材料的工业化制备提供了新范式。