核壳结构的合成方法汇编
核壳结构的制备及其自组装行为研究
核壳结构的制备及其自组装行为研究随着纳米科技的不断发展,制备高质量的纳米结构已经成为了研究的热点。
其中,核壳结构因其广泛的应用和丰富的性质被广泛研究。
本文将从核壳结构的制备方法和自组装行为两个方面进行探讨。
核壳结构的制备核壳结构的制备方法主要分为两类:表面修饰法和内部合成法。
表面修饰法是将一种核材料与一种壳材料相结合,通过控制核和壳之间的相互作用量来调控核壳结构的性质。
典型的表面修饰法包括乳酸聚糖包覆法和磁性核壳结构的制备法。
内部合成法是通过一系列逐步的化学反应,将核物质和壳物质逐渐包裹在一起。
典型的内部合成法包括微乳液体系法和水解反应法。
自组装行为研究核壳结构的自组装行为是核壳结构理解和应用的基础,因此,对于核壳结构的自组装行为进行深入研究显得尤为重要。
自组装行为研究的工作主要包括核壳结构的稳定性研究、核壳结构的形貌调控、核壳结构的材料性能的调控。
核壳结构的稳定性研究核壳结构的稳定性直接影响其应用性能。
因此,对核壳结构的稳定性进行研究,对于进一步的应用有着重要的意义。
核壳结构的稳定性主要受到以下因素的影响:核和壳之间的相互作用,核和壳的大小比例,核和壳之间的“过程性”匹配等。
通过对这些因素的研究,可以进一步提高核壳结构的稳定性。
核壳结构的形貌调控核壳结构的形貌对其性能有着重要的影响。
因此,通过调控核壳结构的形貌,可以进一步提高其应用性能。
目前,研究人员通过调控核壳结构的形貌来提高其结构的稳定性和性能。
通过对核壳结构的形貌进行调控,可以进一步提高其应用性能。
核壳结构的材料性能调控核壳结构的材料性能对其应用具有重要的影响。
因此,通过调控核壳结构的材料性能,可以进一步提高其应用性能。
目前,研究人员主要从以下三个方面研究核壳结构的材料性能:核和壳的组成,核和壳的尺寸,核和壳的形状。
通过对这些因素之间的调控,可以进一步提高核壳结构的材料性能。
总结核壳结构的制备和自组装行为研究是纳米科技中一个重要的方向。
核壳结构纳米复合材料的制备
核壳结构纳米复合材料的制备核壳结构纳米复合材料是一种由核部分和壳部分组成的材料,核部分指的是材料的中心部分,壳部分则包裹在核部分的外面。
核壳结构的设计可通过调控核心和壳层的材料选择、粒径控制和合成方法等方式实现。
本文将介绍基于不同制备方法的核壳结构纳米复合材料的制备。
1.纳米颗粒生长法纳米颗粒生长法是一种常用的制备核壳结构纳米复合材料的方法。
该方法主要包括溶胶-凝胶法、化学沉积法等。
这些方法是通过调节核心和壳材料的浓度和反应条件来实现的。
溶胶-凝胶法是一种通过将核心材料溶解在合适的溶液中,然后逐渐加入壳材料溶液而形成的方法。
在该过程中,核-壳界面通过溶胶-凝胶反应来实现。
例如,如果需要制备二氧化硅核壳结构纳米复合材料,可以先将二氧化硅纳米颗粒溶解在水中,然后逐渐加入硅烷溶液来形成核壳结构。
化学沉积法是一种通过在核材料表面沉积外壳材料而形成核壳结构的方法。
该方法通常包括还原法、沉淀法等。
例如,要制备银-二氧化硅核壳结构纳米复合材料,首先可以将银纳米颗粒还原添加到二氧化硅溶液中,然后通过加热或添加还原剂来沉积银颗粒在二氧化硅表面。
2.逆微乳液法逆微乳液法是另一种制备核壳结构纳米复合材料的方法。
该方法主要通过微乳液反应来实现。
微乳液是由表面活性剂和溶剂组成的稳定体系,其中油型微乳液是最常用的。
在这种方法中,核材料溶解在油型微乳液中,然后通过调节溶剂和表面活性剂的类型和浓度,以及反应条件来沉积壳材料。
例如,要制备金-聚合物核壳结构纳米复合材料,首先可以将金纳米颗粒溶解在油相微乳液中,然后通过控制聚合物的沉积条件来形成核壳结构。
3.水热法水热法是一种常用的制备核壳结构纳米复合材料的方法。
这种方法主要通过在高温和高压下进行反应来实现。
例如,要制备锌-氧化锌核壳结构纳米复合材料,可以将锌粉和氧化锌纳米颗粒溶解在水中,然后在高温和高压下进行反应。
在反应过程中,锌粉会作为核材料,而氧化锌纳米颗粒会沉积在锌粉的表面形成壳层。
核壳结构纳米材料的合成与应用
核壳结构纳米材料的合成与应用近年来,随着纳米科技的迅速发展,核壳结构纳米材料备受关注。
核壳结构纳米材料是一种核心由一个物质组成,并被外壳包覆的材料,具有独特的性质和潜在的广泛应用。
本文将探讨核壳结构纳米材料的合成方法以及其在不同领域的应用。
一、核壳结构纳米材料的合成方法1. 剥离法剥离法是一种常见的核壳结构纳米材料合成方法。
该方法通过将核心纳米粒子与外壳材料分开,然后再重新组装,形成具有核壳结构的纳米材料。
这种方法适用于各种类型的核壳结构,如金属核-金属外壳、金属核-非金属外壳等。
2. 合金法合金法是一种常用的合成核壳结构纳米材料的方法。
该方法通过合成金属合金纳米粒子作为核心,然后用外壳材料覆盖在纳米粒子表面。
这种方法可以实现不同金属之间的相互作用,从而调控纳米粒子的结构和性质。
3. 合成法合成法是一种直接在核心纳米粒子表面合成外壳材料的方法。
这种方法利用表面修饰剂或模板分子,将外壳材料原位生长在纳米粒子表面。
通过调控合成条件,可以实现不同厚度和组成的外壳层,从而获得具有不同性质的核壳结构纳米材料。
二、核壳结构纳米材料在材料科学领域的应用1. 催化剂核壳结构纳米材料在催化剂领域具有广泛应用。
通过调控核心和外壳的组成和结构,可以实现对催化剂活性和选择性的调节。
此外,核壳结构还可以提高催化剂的稳定性和抗中毒性能,延长催化剂的使用寿命。
2. 传感器核壳结构纳米材料在传感器领域也有重要应用。
通过改变核心和外壳的物理和化学性质,可以实现对传感器响应和灵敏度的调节。
核壳结构纳米材料还可以实现多重信号的检测,提高传感器的检测性能。
3. 药物传递核壳结构纳米材料在药物传递领域具有潜在应用。
通过将药物包裹在核壳结构纳米材料中,可以延长药物的血液循环时间,提高药物的生物利用度。
此外,核壳结构纳米材料还可以实现药物的靶向输送,减少副作用。
4. 光电器件核壳结构纳米材料在光电器件领域也有广泛应用。
通过调控核心和外壳的带隙和能级结构,可以实现对光电器件的光吸收和电传导性能的调节。
核壳结构的合成方法ppt课件
2020/4/13
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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。
2020/4/13
(地学部)
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6.原始地球层状结构形成机理的材料学研究
这也体现了大世界万物的统一现 象!物理化学的合成也离不开自 然的启示!
2020/4/13
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谢谢!
2020/4/13
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Step1:合成Pt籽晶,如图A 。(5mL含0.15g乙酰丙酮
铂的邻二氯苯溶液注入10mL含0.3g1,2-十六烷二醇,0.1mL油 酸,0.1mL油胺和0.06mL三辛基的的邻二氯苯溶液的回流浴中, 加热120min后得到)
Step2: Co在Pt上沉积形成Pt@Co核壳结构。(将
6mL含1.08g的Co2(CO)8的邻二氯苯溶液注入Pt纳米晶溶液)
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
2020/4/13
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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
2020/4/13
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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
2020/4/13
S. H. Joo, J. Y. Park, C.-K. Tsung, Y. Yamada, P. Yang, G. A. Somorjai, Nature Materials 2009, 8, 1265-131.
纳米核壳结构的制备与应用
纳米核壳结构的制备与应用纳米核壳结构是一种特殊的纳米材料结构,其能够在表面包裹一层非常薄的壳,在实际应用中,其具有非常广泛的应用前景。
本文将探讨纳米核壳结构的制备过程以及其在材料科学、化学、生物医学等领域的应用。
一、纳米核壳结构的制备方法纳米核壳结构的制备方法主要有几种:化学还原法、冷浸法、高温溶剂法和自组装法等。
化学还原法在制备纳米核壳结构方面应用最广。
其基本原理是先合成一种“核”材料,然后将其表面修饰为一种带有反应基团的材料,最后再将这种反应基团与一种“壳”材料反应,从而得到具有纳米核壳结构的材料。
冷浸法是一种独特的制备纳米核壳结构的方法,其基本原理是利用华丽的配位作用使小分子到达一定的精度而形成核壳结构。
高温溶剂法则是在高温下使一些“核”材料表现出相应的性质,然后用这种性质涂抹在需要制备的纳米材料表面。
自组装法则是一种既定的制备纳米核壳结构方法,可以使用表面活性剂,热敏材料等处理纳米核壳结构。
总的来说,纳米核壳结构的制备方法是比较独特的,需要较高的技术水平和专业知识,但其实践应用是非常广泛的。
二、纳米核壳结构的应用1、材料科学领域纳米核壳结构具有优异的性能,例如较大的表面积、高比表面积、高孔隙率、低密度等,因此,在材料领域中具有广阔的应用前景。
纳米核壳结构可以用来制备高效的催化剂、高灵敏的传感器、高强度的材料等。
在催化剂制备方面,纳米材料的表面积大,能够提高反应速率,提高反应的选择性,并且能够在更加温和的反应条件下进行催化反应。
在传感器制备方面,由于其比表面积大,可以提高传感器的灵敏度和检测的准确性。
在材料制备方面,纳米核壳结构可以制备出更加轻便的高强度材料和高吸水性材料等。
2、化学领域纳米核壳结构的应用也非常广泛,可以用于药物传递、储能技术、化学传感器等方面。
在药物传递方面,纳米核壳结构可以把药物包裹在外壳中,形成稳定的药物纳米颗粒,可以使药物更为稳定,达到更好的治疗效果。
在储能技术方面,纳米核壳结构可以优化很多电池的性能,如锂离子电池,钠离子电池和锂空气电池。
核壳结构纳米颗粒的合成及性质研究
核壳结构纳米颗粒的合成及性质研究今天,我们将探讨一种备受关注的新型材料——核壳结构纳米颗粒。
这种材料具有独特的结构和性质,对于各个领域的应用都有着巨大的潜力。
在本文中,我们将介绍核壳结构纳米颗粒的合成方法、物理性质以及在材料科学中的应用。
首先,我们来了解一下核壳结构纳米颗粒的合成方法。
目前,有许多种方法可以制备核壳结构纳米颗粒,如溶液法、气相法、热原子法等。
其中,溶液法是最常用的合成方法之一。
通过溶液法,可以在溶液中合成出核心和包覆层都有明确定义的核壳结构纳米颗粒。
通过调控合成条件,可以实现对核壳结构纳米颗粒形貌、尺寸和组分的精确控制。
接下来,让我们来看看核壳结构纳米颗粒的物理性质。
由于核壳结构的独特设计,这种材料具有多种优异的物理性质。
首先,核壳结构纳米颗粒的表面积很大,使其具有较高的比表面积。
其次,核壳结构纳米颗粒的核心和包覆层有不同的光学、电学和磁学性质,使其在光电学和磁学领域有着广泛的应用前景。
此外,由于核壳结构的特殊构造,这种纳米颗粒还具有优异的机械性能和化学稳定性。
最后,我们来谈谈核壳结构纳米颗粒在材料科学中的应用。
由于其独特的结构和性质,核壳结构纳米颗粒在多个领域都有着广泛的应用。
在催化领域,核壳结构纳米颗粒可用作高效的触媒,提高反应速率和选择性。
在生物医学领域,核壳结构纳米颗粒可用于药物传输、生物成像和癌症治疗。
此外,核壳结构纳米颗粒还可以应用于传感器、太阳能电池、纳米电子器件等领域。
综上所述,核壳结构纳米颗粒作为一种新型材料,具有独特的结构和性质,对于各个领域的应用都有着巨大的潜力。
通过合成方法的不断优化和物理性质的深入研究,我们有信心核壳结构纳米颗粒在未来会有更广泛更深入的应用。
希望本文对您对核壳结构纳米颗粒的了解有所帮助,谢谢阅读!。
双金属核壳结构.doc
双金属核壳结构的制备及催化性能研究摘要双金属核壳纳米结构由于具有大量的潜在应用价值,近年来已引起人们极大的关注。
本文综述了水相体系还原法、多元醇体系还原法、热分解—还原法、化学镀法、胶体粒子模板法、共沉积法、电化学法、表面取代反应和表面处理等双金属核壳纳米结构的制备方法,简述了各种方法的原理、优缺点和应用情况,另外,对双金属核壳纳米结构电催化氧化、有机物加氢、催化脱氯、环境催化方面的应用作了简述。
最后,对今后双金属核壳结构型的研究方向进行了展望。
关键词双金属核壳制备方法催化1 引言在对高性能新材料的探索过程中,纳米材料以其特殊的优异性能吸引了许多研究者的兴趣,掀起了纳米材料的研究热潮。
对应用纳米技术制备具有某种功能的特性的材料来说,有必要寻求可靠、可控的方法纳米材合成料的。
核壳结构纳米材料[1](core-shell nanomaterials)是指具有“核壳包裹”这种特殊原子排列方式的纳米复合材料,可看作是对原始纳米粒子的剪裁和改造,通常记作“核@壳”。
金属@金属(即核壳双金属)纳米材料因其巨大的催化应用潜力而受到催化学者的广泛关注。
2 双金属核壳结构制备方法2.1水相体系还原法在水相中,利用不同还原剂和保护剂,通过先后两次还原不同金属形成核壳结构的纳米合金,这是目前使用最多的一种合成方法。
Yang等[ 2 ]用NaBH4还原合成Ag溶胶,再利用柠檬酸钠溶液热回流使Pt还原并沉积在Ag表面,得到红棕色Ag@Pt溶胶。
Zhou等[3 ]在冰浴下,利用NaBH4还原HAuCl4制成Au 纳米溶胶,再逐滴加入H2PdC l4和抗坏血酸,得到深棕色Au @ Pd纳米溶胶。
一般地,水相中连续还原时,壳层金属通常采用较温和的还原剂(如抗坏血酸)以控制还原速率,使其更易更好地实现包覆效果,有时采用冰浴等降温手段效果更好[ 4 ]。
2.2 多元醇体系还原法多元醇还原法是合成单金属(尤其是贵金属)纳米粒子最简便有效的方法之一,该方法也被用于制备双金属核壳结构。
核壳结构微球的制备方法与展望
收稿日期:2003207229;修回日期:2003210230基金项目:教育部高等学校骨干教师资助项目(2000265)联系人简介:陈明清(19622),男,副教授,主要从事功能高分子的分子设计与合成研究。
E 2mail :mqingchen @.文章编号:100421656(2004)0320309205核壳结构微球的制备方法与展望朱雪燕,陈明清3,刘晓亚,杨 成(江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡 214036)摘要:核壳结构微球作为一种功能性聚合材料已得到广泛的关注,本文介绍了国内外关于核壳结构微球制备方法的研究进展,包括种子聚合法、大分子单体法、自组装法、逐步异相凝聚法,并对各种方法的反应机理和影响因素进行了阐述;进而对该领域研究的热点工作进行了概述性的展望。
关键词:核壳结构;微球;合成;应用中图分类号:O63115 文献标识码:A 核壳结构高分子颗粒是一类具有双层或多层结构的聚合物粒子,核壳结构粒子形态独特表面结构可设计,应用广泛。
用作抗冲击改性剂、粘稠剂、膜助剂、生物医学领域中作载体和支持体。
选择聚合单体和聚合方式从分子水平上来设计合成,可以比较方便地控制粒径的大小和单分散性,使之具有特定功能。
制备核壳结构微球的方法有种子聚合法大分子单体法(Macrom onomer Method )、自组装法(Self 2assembling Method )、逐步异相凝聚法[1](Step 2wise Heterocoagulation )等。
1 种子聚合法核壳结构微球大多采用种子聚合法得到,包括种子乳液聚合法、种子分散聚合法和种子动态溶胀法。
在聚合单体中加入少量双官能团单体合成交联型聚合物颗粒作为种子,然后加入另一单体并在种子乳胶粒表面进行分散共聚,形成具有核壳结构的粒子[2],制得的粒子粒径较小;种子动态溶胀法制得粒子粒径在微米级[3]。
111 种子乳液聚合种子乳液聚合是合成特种结构乳胶粒和功能性胶乳的首选方法,也是提高固体含量的有效手段;近年来这一方法更多地是制备高交联度胶乳粒子[4],研究主要围绕以下几个方面:乳胶粒结构形态的研究与控制、新型乳化剂的研制与应用以及聚合方法的工艺创新。
核壳材料的制备机理及表征手段(原创)
三、核壳材料的表征方法
三、核壳材料的表征方法
I-V characteristics of the device constructed from b) ZnS/ZnO and d) ZnO/ZnS nanofi lms. Response times of the devices measured in air at a bias of 5.0 V based on c) ZnS/ZnO and e) ZnO/ZnS nanofi lms.
ZHU Dong—Mei WANG Fei HAN Min LI Hong—Bian XU Zhen。Preparation and Characterization of Inorganic-Polymer-Inorganic Mniticomponent Core-SheH Nanocomposite Materia[J]. CHINESE JOURNAL OF IN0RGANIC CHEMISTRY, Vo1 .23 No12 20o7
二、核壳材料的制备方法与机理
热处理法利用合适的保护剂分子分别对核 壳粒子表面进行修
饰,再利用热引发核壳粒子不同界 面间发生聚合反应制备核壳纳米粒 子的方法。
1.Hye-Young Park,Mark J. Schadt, Lingyan Wang, I-Im Stephanie Lim, Peter N. Njoki,Soo Hong Kim, Fabrication of Magnetic Core@Shell Fe Oxide@Au Nanoparticles for Interfacial Bioactivity and Bio-separation[J]. Langmuir 2007, 23, 9050-9056
二氧化硅@配位聚合物核壳结构的制备方法
新年来到新气象。在此祝愿您龙年里身体健康 好似不倒翁,学业飞腾好似放风筝,爱情甜蜜
好似沐春风,财运旺盛有如洪水滔滔!
F-22猛禽战斗机
红外隐 身材料 雷达隐 身材料
Cu/Al 核壳颗粒
锶 钡 铁 氧 体 核壳 结构
核壳结构微纳米材料可应用于在雷达隐身、红 外隐身、可见光隐身、激光隐身等领域
美女的秘密武器
让紫外线见 鬼去吧!
聚甲基丙烯酸甲酯 二氧化钛 核壳结构
核壳结构使紫外线不再可怕!!
新型核壳结构的制备方法
——二氧化硅@配位聚合物核壳结构 演讲:石超 队员:程念,蒋东,王黎明, 杨明敏,杜付明,陈石
二、experimental section
idea:
气体储存 催化
料 配位聚合物的核壳结构 报道一种二氧化硅@配位聚合物核壳结 构的制备方法
2.1 synthesis
表面羧基化SiO2 140°C油浴 20min 形成 SiO2@配位聚合 物核壳结构
冷却至室温, 离心分离沉淀 物
b. H2IPA:24μmol, d=1.44±0.04μm
c. H2IPA:30μmol, d=1.55±0.04μm
concentration of H2IPA(red line) core-shell diameter(blue line)
2、regulate the concentration of silica
2. 核壳结构的分类
2.1 按照核和壳的组分来划分
核心 无机材料 无机材料 有机材料 有机材料 壳层 无机材料 有机材料 无机材料 有机材料 例子 CdSe@ZnS SiO2@PS PS@SiO2 PBA@PS
2.2 按照结构来划分 简单核壳结构 核 壳 结 构
zif-8包酶核壳结构
ZIF-8包覆酶核壳结构一、引言近年来,金属有机骨架(MOFs)作为一种新型的多孔材料,在气体储存、分离和催化等领域展现出巨大的应用潜力。
其中,ZIF-8作为一种典型的MOF材料,因其具有高比表面积、良好的化学稳定性以及可调的孔径结构等特点而备受关注。
然而,ZIF-8的孔径大小和表面性质限制了其在某些领域的应用。
为了克服这些限制,科研人员尝试对ZIF-8进行改性,其中一种常用的方法是构建包覆酶核壳结构。
本文将对ZIF-8包覆酶核壳结构的制备方法、性质和应用进行详细的探讨。
二、ZIF-8包覆酶核壳结构的制备方法制备ZIF-8包覆酶核壳结构的方法主要有以下几种:1.一步法:在一步法中,酶和ZIF-8的前驱体同时存在于反应体系中,通过控制反应条件,使ZIF-8在酶表面生长形成核壳结构。
这种方法操作简便,但需要精确控制反应条件,以确保ZIF-8在酶表面均匀生长。
2.两步法:两步法首先在酶表面生长一层介孔材料,然后再将ZIF-8生长在介孔材料上。
这种方法可以更好地控制核壳结构的厚度和均匀性,但操作较为繁琐。
三、ZIF-8包覆酶核壳结构的性质通过制备ZIF-8包覆酶核壳结构,可以改善酶的稳定性和活性,提高酶的耐温性和抗氧化性。
同时,ZIF-8的孔径和表面性质可以调节酶的传质性能和底物扩散性能。
此外,ZIF-8包覆酶核壳结构还可以提高酶的存储稳定性和重现性。
四、ZIF-8包覆酶核壳结构的应用由于ZIF-8包覆酶核壳结构具有良好的稳定性和催化性能,其在生物催化、生物传感器和药物传递等领域具有广泛的应用前景。
例如,在生物催化领域,ZIF-8包覆酶核壳结构可以提高酶的稳定性,延长其在生物燃料、药物合成等领域的应用寿命。
在生物传感器领域,ZIF-8包覆酶核壳结构可以提高传感器的响应速度和稳定性。
此外,ZIF-8包覆酶核壳结构还可以作为药物载体,用于药物的控制释放和靶向传输。
五、结论本文对ZIF-8包覆酶核壳结构的制备方法、性质和应用进行了详细的探讨。
核_壳结构材料的制备
03-I-016核-壳结构材料的制备洪广言*,刘桂霞,崔洪涛中国科学院长春应用化学研究所,长春 吉林130022,gyhong@随着科学技术的发展,人们对材料的性能提出了更高的要求,不仅需要材料具有良好的性能,,而且需要材料具有好的稳定性、与介质的相容性、分散性以及多功能特性。
这就要求将不同性能的材料复合在一起形成核-壳结构材料,特别是由于纳米技术的发展,为解决纳米粒子的分散性和实现多功能性对纳米粒子进行包覆形成核-壳结构,以期达到应用要求。
为提高无机物在有机体系中的相容性,我们曾介绍利用乳液聚合的方法在Y2O3:Eu表面包覆聚苯乙烯;为提高荧光粉的化学稳定性,采用室温固相法制备SiO2包覆的Gd2O3:Eu和采用室温湿固相法在Y2O3:Eu颗粒表面包覆Al2O3。
本文对核-壳结构的化学制备作进一步的介绍。
一、沉淀法制备SiO2表面包覆纳米GdVO4:Eu3+首先以正硅酸乙酯为Si源,在乙醇介质中氨水存在下通过水解聚合、80℃烘干,制备单分散的SiO2纳米球。
取一定体积的NH4VO4水溶液,用NaOH调节pH为12.5,在搅拌状态下慢慢地加入Gd(NO3)3和Eu(NO3)3的混合溶液,当出现乳白色的浑浊后向混合液中加入一定量的柠檬酸(金属离子/柠檬酸=1:2),在搅拌的条件下制得溶胶。
向该溶胶中加入一定量的球形SiO2纳米粒子,搅拌均匀,该溶液于60℃恒温3小时,产物经离心、洗涤、60 ℃烘干,得到前驱体,经500-700℃灼烧,得表面包覆纳米GdVO4:Eu3+的球形纳米颗粒。
从TEM照片可见,包覆后得到均匀球形颗粒,粒径约为100nm左右,其中GdVO4:Eu3+壳层厚度约为5nm,壳层GdVO4:Eu3+经XRD分析为四方晶系结构。
复合粒子呈现在Eu3+的特征发射,发射峰位于617nm。
红外光谱和XPS谱表明,GdVO4与SiO2之间存在着化学键结合。
二、乳液和微乳液法合成SiO2包覆苯甲酸铕(或苯甲酸铽)核-壳结构的材料为改善稀土有机配合物的光稳定性和热稳定性。
可控核壳结构的制备及应用
可控核壳结构的制备及应用随着科技的不断进步,人们对于核壳结构的研究越来越深入。
可控核壳结构的制备及应用是目前广受关注的研究领域之一。
一、可控核壳结构制备的方法1. 外壳生长法外壳生长法是最为常用的核壳结构制备方法。
这种方法利用表面修饰的纳米粒子作为模板,在其表面生长其他物质来制备核壳结构。
外壳生长法制备的核壳结构形态可控性较好,适用范围广泛。
2. 模板法模板法利用已有的稳定核心颗粒作为模板,在其表面或内部生长一层或多层复合物来制备核壳结构。
模板法制备的核壳结构形态可控性较差,但在特定情况下可以制备出一些特殊形态的核壳结构。
3. 逐层自组装法逐层自组装法是以静电吸引力、氢键、金属离子-配体相互作用等为基础,通过逐层沉积不同材料形成多层薄膜来构建核壳结构。
逐层自组装法可制备的核壳结构垂直度好、结构稳定。
二、可控核壳结构的应用1. 生物医学领域在生物医学领域中,可控核壳结构可以作为药物输送载体,将药物负载在其表面或内部,增强其生物有效性。
核壳结构还可作为磁性共振成像(MRI)对比剂,提高图像清晰度。
2. 环境污染处理领域可控核壳结构的制备方法具有高度灵活性,可以根据不同处理需求制备出不同形态、不同材质的核壳结构。
核壳结构的特殊结构使其在环境污染处理领域中具有潜在的应用前景。
3. 电子器件领域可控核壳结构具有良好的电学、机械和光学性质,有望应用于新型电子器件的制备中。
由于核壳结构具有较大的界面面积,其在光伏、荧光发射等领域的应用也备受关注。
三、结语可控核壳结构制备及应用是当前研究领域中的热点问题之一。
不同的制备方法和应用领域会带来不同的挑战和机遇。
我们相信,在不断的探索和发展中,可控核壳结构将会成为许多领域的重要基础材料。
核壳结构材料的制备及其应用
第2卷 第6期 新 能 源 进 展Vol. 2 No. 62014年12月ADVANCES IN NEW AND RENEWABLE ENERGYDec. 2014* 收稿日期:2014-09-23 修订日期:2014-11-03基金项目:国家自然科学基金(51306191,51476178);国家科技支撑计划(2014BAD02B01) † 通信作者:张 琦,E-mail :zhangqi@文章编号:2095-560X (2014)06-0423-07核壳结构材料的制备及其应用*舒日洋1,2,龙金星1,张 琦1†,王铁军1,马隆龙1,袁正求1,2,吴青云3(1. 中国科学院广州能源研究所,广州 510640;2. 中国科学院大学,北京 100049;3. 中国科学技术大学,合肥 230027)摘 要:核壳材料可以通过不同的包覆技术进行制备,其在许多方面的性能优于普通材料。
包覆技术可以对内核微粒表面性质进行剪裁,如改变内核表面电荷、官能团和反应特性等,从而提高内核的分散性与稳定性。
同时,核壳材料还具有组成种类多、形貌多样、组分间具有协同效应等特点,已被广泛用于生物质能利用催化剂、新型储能材料、光电材料等新能源领域。
本文综述了多种核壳材料的制备方法,总结了核壳结构材料的发展现状,归纳了应用过程中存在的问题,并对核壳结构材料的进一步研究方向——向着微观操纵方向发展和达到性能可控的目的进行了展望。
关键词:核壳结构;包覆技术;新能源;生物质中图分类号:TK6 文献标志码:A doi :10.3969/j.issn.2095-560X.2014.06.003The Preparation and Application of Core-Shell Structure MaterialsSHU Ri-yang 1,2, LONG Jin-xing 1, ZHANG Qi 1, WANG Tie-jun 1, MA Long-long 1,YUAN Zheng-qiu 1,2, WU Qing-yun 3(1. Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China;2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;3. University of Science and Technology of China; 230027)Abstract: Core-shell materials can be prepared by different coating technologies. Their performance is superior to the ordinary materials in many ways. The particle surface can be tailored to improve the dispersity and stability of the core through changing charges, varying functional groups and altering reactivity. At the same time, core-shell materials can combine various components and possess the characteristic of diverse morphology. Also, synergistic effect between different components can be existed. These features make them widely used as the excellent catalyst for biomass conversion, the novel high energy storage material and photoelectric materials in new energy area. In this paper, current technologies for the preparation and application of this kind of materials were summarized. The potential problems in the applications of core-shell structure materials were also reviewed. Furthermore, based on the knowledge of current technologies, pertinent suggestions for the future preparation and application of these novel and efficient materials were proposed as well.Key words: core-shell structure; coating technology; new energy; biomass0 引 言核壳结构材料是通过化学键或其它相互作用包覆形成的有序组装结构的复合材料,一般由中心的核体以及包覆在外部的壳层组成。
核壳结构的合成方法
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.
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
5.马拉哥尼效应
马拉高尼效应(Marangoni Effect):两种液体相接触时,表面张力强的液体会将表 面张力弱的液体拉过来,因此会出现表面张力弱的液体向强的方面渗透,同一种溶液 会因为浓度高而增强表面张力,所以稀溶液会向浓溶液中渗透
主相中存在的少量第二相在冷却 过程中会迅速聚集在主相中心处 以平衡温度梯度,图D。图B中 的多核结构也支持了这个观点。
这也体现了大世界万物的统一现 象!物理化学的合成也离不开自 然的启示!
谢谢!
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)
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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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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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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。
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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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
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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
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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)
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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。
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
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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