核壳结构的合成方法汇编

金属纳米颗粒（MNPs） @金属有机化合物框架 （MOFs）
低浓度的 NaBH4
高浓度的 NaBH4
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DSM&CCR法制备AuNi纳米颗粒示意图
Q. L. Zhu, J. Li, Q. Xu, Journal of the American Chemical Society 2013, 135, 10210-10213.
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Figure 2 .TEM and XRD characterizations of TTAB-capped Pt and as-synthesized Pt@SiO2 core–shell nanoparticles.
2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂
(a)(b)在350℃煅烧制备的Pt@SiO2介 孔材料；(c)为550 ℃下制备；(d)为 在750 ℃制备。 可以看出，在350 ℃制备的样品具有 很好的核壳结构，随着煅烧温度的升 高，直到750 ℃，样品的核壳结构基 本保持稳定，说明此样品具有很好的 热稳定性。 实验参数：通过调节TEOS的浓度可 以改变样品的核壳结构。 当TEOS浓度↓，一个shell可包覆多 个core; 当TEOS浓度↑，存在shell没有包覆 core，非晶态SiO2单独存在。
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S. H. Joo, J. Y. Park, C.-K. Tsung, Y. Yamada, P. Yang, G. A. Somorjai, Nature Materials 2009, 8, 126-131.
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2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂
(a)为纳米铂颗粒，其中70%为 立方结构，26%为八面体结构， 4%为不规则结构，平均直径为 14.3nm。 (b)(c)为原位合成态下的样品的 TEM图像，(b)为放大倍数更高 的图像，其中壳层的平均厚度 为17nm，介孔孔径为2-3nm， 同时介孔提供了反应分子进入 和反应产物排除的通道。 (d)为纳米铂颗粒和原位合成态 下样品的XRD图像，可以看出， 在铂胶粒上聚合SiO2没有改变 纳米铂的面心立方结构。
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J. Liu, S. Z. Qiao, J. S. Chen, X. W. Lou, X. R. Xing, G. Q. Lu, Chemical Communications 2011, 47, 12578.
2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂
合成Pt纳米颗粒使用十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)作为 包覆剂；(TTAB作用是防止铂颗粒团聚，也作为聚合 SiO2的模板) SiO2在Pt核周围使用凝胶溶胶法聚合，生成原位聚合态 Pt@SiO2介孔结构；(实验参数：PH:10-11；铂胶粒 /TEOS=1：4.5) 通过煅烧移除十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)生成Pt@SiO2 核壳结构。(实验参数：在空气中350 ℃下煅烧2h)
晶界处的高缺陷浓度和表面能有利于 空位的成核，空位向内扩散使它们更 集中在晶界处，导致了核和壳层之间 “物质桥”的形成，这些桥为Co原子 向外快速扩散提供了路径，孔洞生长 速率随Co核变小而大幅度降低，孔洞 的大部分体积在开始几分钟内形成， Co核大概需要30Min会完全消失，这可 能是因为反应过程中，“物质桥”的 消耗，变小的截面积不足以供固体物 质传输 0s
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3.双溶液法(DSM)&浓度控制还原法(CCR)
Step 1 : 含HAuCl4和NiCl4液滴扩散到MIL-101孔中 Step 2 : 过滤，在150℃下脱水、干燥 Step 3 : 用OWR方法抑制AuNi NPs在MIL-101外表面的团聚
(a) AuNi@MIL-101_a ，AuNi:1.6~2.0 nm (b)AuNi@MIL-101_a，TEM（HAADF-STEM） (c)AuNi@MIL-101_b，AuNi:2.0~5.0 nm (d)AuNi@MIL-101_c，AuNi:>5.0 nm (a)中由于所用的还原剂浓度是0.6M（临界浓度， 即还原剂的数量等于金属有机化合物框架的孔 体积，恰好可以完全还原金属前驱体的还原剂 量），颗粒沉积在金属有机化合物框架的孔内， 没有在框架表面团聚。 (c)和(d)中当还原剂NaBH4浓度低于0.6M时， 水溶液中的NaBH4的量不足以全部还原金属前 驱体，一部分未被还原的金属前驱体会再溶解 (a/b)AuNi@MIL-101_a，0.6M NaBH4 的还原剂的水溶液中，扩散到框架外表面还原 (c)AuNi@MIL-101_b，0.4M NaBH4 生成AuNi NPs，发生团聚。 (d)AuNi@MIL-101_c，0.2M NaBH4
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Figure 3 . Thermal stability of Pt@mSiO2 nanoparticles
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3.双溶剂法(DSM)&浓度控制还原法(CCR)
在金属有机化合物框架中制备纳米合金颗粒
DSM 金属前驱体溶于水中， 将金属有机化合物框架 置于有机溶剂中。 CCR 采用不同浓度的还原剂还 原金属前驱体，得到超细 的纳米合金颗粒
5.1原始地球层状结构形成机理的材料学研究
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1.选择性腐蚀和溶解法制备球壳结构 Step 1 : 制备球核结构；
Step 2 : 在球核材料表面通过沉积等方法制备单层或多层球壳；
Step 3 :通过煅烧或溶剂溶解等方法，选择性去除内层球壳材 料或部分球核材料，形成球壳结构。
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4.柯肯达尔效应
柯肯达尔效应：两种扩散速率不同的
固体在界面处相互扩散形成缺陷
e.g. Zn-Cu合金(黄铜)沿着扩散速率 更快的物质(Zn)方向生长
孔洞形成：未被填充的空位落在左边 压缩成大空
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4.柯肯达尔效应
柯肯达尔效应首次被用于解释中空纳米晶的形成
核壳结构的合成方法
第十组 郝艳霞 李淑慧 金凤 韩刘洋 陈永博 龙世伟 徐雷雷 陈飞飞 王帮润 主讲者：卜克军
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核壳结构材料被广泛地应用于气体储存与 分离，药物运输和催化保护等许多方面
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目
录
1.选择性腐蚀和溶解法制备球壳结构 2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂 3.双溶液法(DSM)&浓度控制还原法(CCR) 4.柯肯达尔效应 5.马拉哥尼效应