广西大学朱艳秋教授Mater. Sci. Eng. R Rep.综述：多孔陶瓷在能源环境应用领域最新进展
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陶瓷材料具有高硬度、高强度，出色的抗氧化、抗腐蚀，低热膨胀以及高温稳定性。这些特性使得陶瓷材料在特定应用尤其是高温和腐蚀性条件下胜过金属和高分子材料。然而，传统陶瓷材料固有的脆性限制了其力学损伤容限，极大地影响了应用范围。为了解决这个问题，研究人员把陶瓷材料做成多孔状。令人惊喜的是陶瓷材料的脆性问题不仅被有效解决，在保持其传统的耐高温、抗氧化、稳定性高的优势的同时，还获得了非常独特的性能，比如低密度、高比表面积、高韧性、抗热震性、良好的隔热性以及低介电常数等。这些优势使得多孔陶瓷材料的应用范围在工业和生活常用领域大幅度扩大。
近日，广西大学资源环境材料学院-广西有色金属及特色材料加工重点实验室朱艳秋教授和王南南助理教授团队在材料科学与工程领域国际顶级期刊《Materials Science & Engineering R：Reports》上发表了题为“Porous ceramics: Light in weight but heavy in energy and environment technologies”的长篇综述论文。这篇文章包含五个章节，65页，79张图，是对近几十年来多孔功能陶瓷领域研究的一个非常重要的总结与展望。
该文特别展望了高级多孔陶瓷在热门的能源以及环境等相关领域的潜在应用前景，并指出了其不可替代的作用。这些应用包括：
（1）用于收集工业废气以及柴油机尾气中颗粒物的高效过滤装置；（2）用于水净化（吸附重金属、病毒和各类污染物）的过滤体系；（3）作为催化剂载体实现污染物降解、环境修复、苯酚矿化、生产氢能源等；（4）聚光太阳能以及电池装置的电极材料；（5）小型电子装置中的微机电系统（MEMS）；（6）用于商用无线通讯系统以及商业飞机的电磁屏蔽设备；（7）用于建筑的隔热和降噪材料。
为了更好地解决这些至关重要的能源和环境问题，在选择材料，设计部件和实现应用之前，对多孔陶瓷的基本特性需要有全方位的深度了解。在这篇文章中，作者总结了多孔陶瓷最新的合成方法，以及所得材料在不同方面的物理、力学、以及其它的功能特性，并系统性地讨论不同的合成方法、工艺参数与具体材料的微观结构之间的内在联系以及其对材料的最终性能的潜在影响。同时，作者更是明确地指出了不同合成方法的优缺点和具体需要改进的地方。最后，作者阐明了未来多孔陶瓷的发展将会以可持续发展为导向，更多使用可再生和更加环保的原材料，开发具有多功能的或极其优异的特定功能多孔陶瓷材料， 面向新能源与环保领域的应用。另外，随着先进制造技术的发展，比如增材制造技术的不断成熟，未来多孔陶瓷的精细结构将能够实现更加精确的控制，并坚信应用的领域将会被进一步拓宽。
博士生陈煜是本综述论文的第一作者，朱艳秋教授和王南南助理教授为通讯作者，广西大学资源环境材料学院为第一单位。该工作得到了国家自然科学基金的支持。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.mser.2020.100589
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