核壳结构的合成方法
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。
二氧化硅空心球及核壳结构的制备与形成机理研究共3篇
二氧化硅空心球及核壳结构的制备与形成机理研究共3篇二氧化硅空心球及核壳结构的制备与形成机理研究1二氧化硅空心球及核壳结构的制备与形成机理研究二氧化硅空心球及核壳结构在材料科学和纳米技术中有着广泛的应用。
这些结构的形成是通过液相、气相和溶胶-凝胶等方法进行的。
本文主要介绍了在溶剂热合成方法下，通过控制反应条件来制备二氧化硅空心球及核壳结构的过程，并探究了这些结构在形成过程中的化学机理。
实验过程中，我们以硅酸乙酯和氟化钠作为反应物，在特定反应温度和反应时间下进行液相合成。
其中，钠离子和乙酸根离子的化学反应可使二氧化硅聚合形成核壳结构，而硅酸乙酯的水解反应导致了空心球形结构的生成。
在合成过程中，我们通过控制反应时间和温度来实现对产品结构的控制。
通过实验发现，较短的反应时间及凉却速度可得到较完整的空心球结构，而反应时间较长或在高温下进行的反应可产生核壳结构。
此外，我们还发现在一定的反应条件下，可以制备到具有双饥饿结构的二氧化硅空心球。
通过扫描电镜和透射电镜观察样品结构，我们得出以下结论：首先，在反应初期，生成硅酸乙酯的水解反应生成了含少量短链的硅氧烷缩合产物，这些产物起到了形成球形结构的重要作用。
之后，硅氧烷缩合产物进一步凝聚形成二氧化硅壳层。
接下来，在较长的反应时间内，可形成更完整的壳层产物，也就是核壳结构。
在反应后期，形成核壳结构的同时，硫酸根离子与钠离子还会加速硅酸乙酯的水解反应，最终导致产生核壳结构。
总的来说，本文的研究发现，通过控制反应条件，可以在溶剂热合成中制备二氧化硅空心球及核壳结构，并且这些结构的形成过程受到反应时间、温度和反应物摩尔比的影响。
本文重点探究了形成这些结构的化学机理，对于理解溶剂热法合成纳米结构的机理具有重要意义，也为这些结构的应用提供了实验基础通过溶剂热合成法，我们成功制备了不同结构的二氧化硅空心球，并且发现控制反应条件可以实现对产物结构的调控。
通过实验和观察样品结构，我们揭示了二氧化硅空心球和核壳结构的形成机制。
核壳材料的合成及应用
USTC
02
01
合成机理
Layer by layer (LBL) deposition
制备SiO2球
吸附一层Ti4+
热处理
J. B. Joo, Q. Zhang, I. Lee, M. Dahl, F. Zaera and Y. Yin, Adv. Funct. Mater., 2012, 22, 166–174.
USTC
02
01
合成机理
Kirkendall effect
JA>JB
首先，需要合成核
其次，在核上应包覆一层包含至 少一种所需元素的壳层
A+BAB
第三，在溶液或气氛中包含其它 所需的元素，温度升高，外层向 外扩散，环境中的原子通过 Kirkendall effect向内扩散，最 终形成空壳。
W. Wang, M. Dahl and Y. Yin, Chem. Mater., 2012, 25, 1179–1189.
核壳材料的合成及应用
报告人： 时间：
USTC
主要内容目录
01
03 05
研究背景 合成方法 总结
02
04 06
合成机理 合成实例 参考文献
USTC
第
1
部分
研究背景
01
研究背景
核壳材料
核壳材料的应用领域
催化材料
比表面积大、形状规整、性能稳定、易回收；
生物功能材料
利用核-壳特性，设计可控药物释放体系；
References
USTC
谢谢您的观看与聆听
USTC
油/水(O/W)
界面处中和
陈化煅烧
Y. Kuwahara, Y. Sumida, K. Fujiwara and H. Yamashita, ChemCatChem, 2016, 8, 2781–2788.
均质核壳结构ZnS的一步法合成及光催化性能
均质核壳结构ZnS的一步法合成及光催化性能霍海玲;吕丽云;王虹【摘要】以硝酸锌和硫脲为原料,十二烷基硫酸钠为保护剂,通过一步水热合成反应,制备了具有核壳结构的微米级ZnS半导体材料,该ZnS材料的核、壳成分相同,晶体构造一致,均为立方闪锌矿结构;调节反应时间,可以方便地控制壳层构造的生长与闭合程度;优化反应条件得到整体尺寸约为3 μm、核壳结构特征突出的形貌新颖的ZnS微粒;将ZnS材料用于亚甲基蓝的光降解反应,其对目标降解物的降解效率与形貌特征有紧密联系,壳层闭合程度越高,降解效率越低.在最优条件下,该材料对亚甲基蓝的降解率可达97.3％.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2015(036)005【总页数】6页(P939-944)【关键词】微米ZnS;水热法;均质核壳结构;光催化【作者】霍海玲;吕丽云;王虹【作者单位】天津大学化工学院,天津化学化工协同创新中心,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津300072;天津大学化工学院,天津化学化工协同创新中心,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津300072;天津大学化工学院,天津化学化工协同创新中心,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】O649;O614目前, 微纳米尺度核壳材料的制备及性能研究引起了广泛的关注[1～7]. 通常该类材料需经以下过程制备: 首先合成核的部分, 并通过反复析出和分散等过程进行纯化; 其次将含有壳生长所用原料引入核的体系中, 制备核壳材料[3]. Debnath等[4]以十八烯为溶剂, 用氧化镉、油酸、砷和三辛基膦合成出CdSe量子点, 再将油酸锌、硫粉与三辛基膦注入其中, 制得CdSe/ZnS核壳结构. Cao等[5]采用类似的方法, 先合成InAs核, 然后高温热解有机金属前驱体, 制得以InP, GaAs, CdSe, ZnSe和ZnS等为壳的一系列半导体核壳纳米晶. 郝彦忠等[8]利用电化学方法在铟锡氧化物导电玻璃基底上制备了ZnO纳米管阵列, 然后在ZnO纳米管阵列上电化学沉积Cu2O颗粒, 获得了Cu2O/ZnO核壳结构. 范晓敏等[9]用柠檬酸钠还原氯金酸法制得金溶胶, 再以正硅酸乙酯为硅源, 制得了Au/SiO2的核壳纳米粒子. 由此可见, 该类核壳材料的制备不但需要多个过程才能完成, 而且还必须经历不同体系及环境间的互相转换, 故而材料消耗大, 制备步骤冗长. 另外, 该方法一般只能用于制备核、壳成分不同的材料, 对于用相同材料构建的均质[10]核壳复合体系, 尚未见报道.近年来, 微纳米尺度ZnS材料在催化、光电和传感等领域具有广阔的应用前景, 制备该种材料, 控制其粒度与构造, 探索其尺度与形貌特征对其性能及应用的影响, 已成为当前的研究热点[11～17]. 鉴于此, 本文选择ZnS为模型物, 采用简单的一步水热合成, 以硝酸锌及硫脲为反应物, 通过对反应温度和时间等的优化与选择, 获得了形貌新颖的核壳结构ZnS材料, 实现了对产物的尺寸与形貌进行控制的目标, 并将其用于模拟有机污染物亚甲基蓝的催化降解过程, 获得了预期的效果.1.1 试剂与仪器六水合硝酸锌[Zn(NO3)2·6H2O]和亚甲基蓝(C16H18ClN3S)购于阿拉丁试剂有限公司; 硫脲(CN2H4S)、十二烷基硫酸钠(C12H25SO4Na, SDS)和无水乙醇均购于天津光复精细化工有限公司. 实验所用试剂均为分析纯, 所用超纯水由Milli-Q纯化制得.S4800型场发射扫描电子显微镜(SEM, 日本日立公司), 加速电压5 kV; JEM-2100F型透射电子显微镜(TEM, 日本电子公司), 加速电压200 kV; D8-Focus型X 射线衍射仪(XRD, 德国Bruker公司), 测试条件: 铜靶(λ=0.15406 nm), 扫描速率3°/min, 2θ扫描范围20°～80°; UV-2550型紫外-可见分光光度计(日本岛津公司); TriSar 3000型物理吸附仪(美国麦克公司); 带有紫外滤光片的氙灯(PLS-SXE300C, 北京泊菲莱公司).1.2 样品的合成在室温下将0.90 mmol Zn(NO3)2·6H2O溶于15 mL去离子水中, 加入0.36 mmol SDS, 磁力搅拌30 min, 再加入0.90 mmol硫脲, 继续搅拌30 min后移入25 mL衬有聚四氟乙烯的水热合成釜中, 于160 ℃烘箱中恒温8 h. 反应结束后, 自然冷却至室温, 所得产物用水和无水乙醇离心洗涤3～4次, 在60 ℃下烘干12 h即得合成样品.1.3 光催化实验以λ<400 nm的紫外光为光源, 以亚甲基蓝为目标降解物, 利用紫外-可见分光光度计检测溶液中中亚甲基蓝的含量(以亚甲基蓝的紫外吸收值反映溶液中亚甲基蓝的浓度), 考察样品的光催化活性. 称取0.08 g ZnS试样加入到100 mL 10 mg/L的亚甲基蓝溶液中, 在黑暗条件下磁力搅拌30 min, 使得亚甲基蓝在催化剂固体表面达到吸附脱附平衡后, 打开光源, 引发催化降解反应. 每30 min取样1次, 离心除去固体催化剂ZnS颗粒, 测定上清液中亚甲基蓝的紫外吸收峰值. 亚甲基蓝的降解程度可用c/c0表示(c0和c分别为黑暗条件下体系吸附脱附平衡时和光催化反应中某一时刻亚甲基蓝在664 nm处的吸收值), 其值越小说明亚甲基蓝的降解程度越大.2.1 定性分析在最优条件(160 ℃反应8 h)下, 样品的扫描电镜照片如图1(A)所示. 可见, 产物为球形颗粒状物, 且为复合结构, 由球形内核和半球形外壳组成, 属于典型的核壳结构, 并且粒度大小较为均一, 整体尺寸在3 μm左右.单个颗粒的透射电镜(TEM)照片如图1(B)所示. 其中的箭头所指方向的能谱(EDS)线扫描结果如图1(C)所示. 图1(C)中曲线a和b分别代表Zn和S原子组成的空间分布. 可以看出, 从所选微粒的底端开始扫描到其开口位置, 2条曲线在扫描方向上的各个位置均吻合良好, 表明整个试样颗粒中的Zn与S原子配比基本相同, 证明核壳结构微粒是一种均质的ZnS材料.核壳结构ZnS材料的XRD结果如图1(D)所示. 可以看出, 材料分别在2θ为28.7°, 48.0°和56.8°处出现3个较强的衍射峰. 与标准PDF卡片(JCPDS No. 05-0566)对照后可知, 这3个峰分别代表了立方相ZnS的(111), (220)和(311)晶面, 证明产物确为立方相的ZnS. 同时, 所得ZnS的XRD谱没有杂峰, 表明其为单一的立方闪锌矿结构, 不含其它杂质.2.2 形貌表征2.2.1 反应温度对形貌的影响在水热合成反应中, 温度对产物的最终形貌有很大影响. 本文在反应物组成、原料配比与反应时间(8 h)等实验参数一定的条件下, 分别研究了在130, 140, 160和180 ℃时, 产物的粒度与形貌特征. SEM结果如图2所示.由图2(A)可以看出, 当体系的温度为130 ℃时, 经8 h的水热反应后, 除了大部分尺寸及形貌特征并不明显的碎片状产物外, 仅有少量的类球形小颗粒生成[图2(A)插图], 且其大多零星分布于众多块状碎片产物之间; 当温度升高至140 ℃后[图2(B)], 出现大量相互黏连、团聚且粒度分布在一定尺度区间的类颗粒状物; 当体系温度至160 ℃[图2(C)]时, 产物粒度及形貌特征发生了根本改变, 形成了大量形貌均一、分散性良好的复合构造颗粒, 其典型特征为半壳包裹内核的新颖核壳结构, 大部分颗粒的粒度尺寸约为3 μm. 此后, 继续升高体系的反应温度至180 ℃[图2(D)], 核壳结构特征消失, 产物多呈球形外貌, 且大小不一. 因此, 在一定的条件下, 选择适宜的反应温度, 即可获得具有一定尺度分布范围的核壳结构ZnS颗粒, 其最佳的合成温度为160 ℃.2.2.2 反应时间对形貌的影响在确定反应物组成与配比、控制温度为160 ℃的条件下, 考察了不同反应时间对产物形貌特征的影响, SEM照片如图3所示.由图3(A)可以看出, 反应1 h后的产物为堆积在一起的颗粒状物, 外观近球形, 其平均粒径约为300 nm; 延长反应时间至2 h[图3(B)], 核壳结构开始出现, 约有一半完整度的薄层外壳包裹着相对完整的球形内核, 颗粒的整体尺寸约为450 nm, 而外面呈包覆状存在着的外壳厚度约为70 nm; 延长反应时间至8 h[图3(C)], 核壳结构特征变得突出, 颗粒的整体尺寸增大至约2700 nm, 外壳对内核的包裹程度逐渐增大, 暴露在外的内核部分明显减小, 与反应2 h的结果相比, 壳层厚度已由原来的70 nm增至约700 nm, 增长了近10倍. 继续延长反应时间至22 h[图3(D)]可以发现, 位于中心位置的内核除了少部分仍暴露在外, 大多已被不断增长、增厚的外壳包覆, 核、壳构造的界面变得不再清晰、分明, 壳层厚度增至约850 nm, 部分颗粒的外貌已接近完整的球形, 颗粒的平均粒径变到3200 nm左右. 反应时间为48 h时[图3(E)], 视野中的颗粒绝大部分已呈球形外貌, 颗粒的平均粒径增大到3350 nm. 鉴于以上分析, 本文选8 h为核壳结构ZnS颗粒的最优合成时间.由以上观察可以推测, 反应初始阶段, 主要是成核过程, 分布在一定粒度范围的ZnS 小颗粒开始大量出现[图3(A)]; 待成核阶段完成后, 这些小颗粒间按照其粒度分布特点, 以粒度较大的颗粒为中心, 开启自组织过程, 粒度较小的颗粒逐渐聚集在大颗粒周围, 形成初步的包覆外层[图3(B)]; 随着聚集颗粒的逐渐增多, 以及伴随着的奥斯特瓦尔德熟化过程, 致密且具有一定厚度、但尚不完整的外壳已经形成, 明显的核壳结构开始出现[图3(C)]. 延长反应时间, 壳层厚度不但越来越大, 而且闭合程度也越来越高[图3(D)], 直至最后, 壳层完全闭合, 核壳结构消失, 产物呈现最终的球形外貌[图3(E)].与以往报道不同, 本文通过时间参数的选择, 不但可以调节壳的厚度, 还实现了对壳层生长完整度的控制, 合成出外壳具有一定开启程度的核壳结构ZnS材料, 为研究特定外壳构造与其对应性质间的关系奠定了基础.2.3 光催化活性ZnS颗粒通过吸收带隙以上紫外光, 在导带生成电子, 价带形成空穴, 生成的电子、空穴分别向ZnS材料表面扩散, 起到光催化作用. 目前, 将其用作光催化剂解决水污染问题已成为研究热点[18～22]. 本文选择印染废水中最具代表性的有机污染物之一的亚甲基蓝为目标降解物, 研究了核壳结构ZnS颗粒对亚甲基蓝的光催化降解效果.图4为在核壳结构ZnS颗粒存在和紫外光照射条件下, 每隔30 min取样的亚甲基蓝的紫外可见吸收光谱图.可以看出, 随着光照时间的延长, 亚甲基蓝的吸收峰值呈逐渐降低的趋势. 在光照60 min后, 吸收峰值降至起始峰值的一半以下. 150 min后, 吸收峰几乎消失, 吸收曲线近似水平, 表明溶液中亚甲基蓝几乎被全降解. 随着光照时间的延长, 吸收峰值降低的同时, 吸收峰位出现了蓝移, 这是由于亚甲基蓝是分步进行降解的, 其中间产物的生成导致了该吸收峰蓝移[23].为探究核壳结构对ZnS颗粒光催化活性的影响, 考察了反应时间分别为8, 22和48 h[图3(C), (D), (E)]所得的具有不同壳层完整度及粒度分布均在3 μm左右的ZnS颗粒对亚甲基蓝的光催化降解情况, 结果如图5所示. 由图5可见, 3种不同粒度及结构特征的ZnS颗粒对亚甲基蓝均有明显的光催化降解活性. 随着光照时间的增加, 亚甲基蓝的相对浓度逐渐减小, 被降解的亚甲基蓝逐渐增多; 光照150 min后, 3条曲线显示的光催化降解率分别达到了97.3%, 44.6%和38.1%. 由氮气吸附分析测试所得3种ZnS颗粒的比表面积分别为25.2, 8.4和7.5 m2/g. 可以看出, 最优核壳结构ZnS颗粒[图3(C)]的比表面积大大高于其它2种ZnS颗粒的比表面积, 较大的比表面积对光催化活性贡献较大. 由此可见, 最优核壳结构ZnS颗粒的光催化活性高于其它2种ZnS颗粒. 但与文献[24]相比, 3种ZnS颗粒的比表面积值较小, 因此对于导致最优核壳结构ZnS颗粒具有较好光催化活性的其它可能因素分析如下: 根据图5(A)中a, b, c 3条曲线所示ZnS颗粒对亚甲基蓝的降解情况, 结合图3显示的3种ZnS颗粒的形貌和尺寸特征, 可以发现从谱线a到c, 随着壳层完整度的逐步提高, 核壳结构特征逐渐消失, ZnS颗粒粒径逐渐增大, 其对亚甲基蓝的降解能力也随之下降. 综合分析可以认为, 核壳结构中壳层部分的闭合程度及ZnS颗粒的粒径大小与其最终的光催化活性表现出明显对应关系. 鉴于三者粒径大小均呈一定的分布, 且均在3 μm左右, 壳层闭合程度的影响可能更为关键, 初步推断ZnS 颗粒壳层闭合程度的不同导致其对光的吸收能力不同.对3种不同结构的ZnS颗粒在同等条件下进行了紫外漫反射吸收光谱分析, 结果见图5(B). 可以看出, a, b和c 3条曲线在320 nm处均有1个较大的吸收峰, 但其吸收峰值明显不同, 谱线a的吸收峰值约为1.70, 谱线b和c的吸收峰值分别为1.15和0.80, 即谱线a所示样品对紫外光的吸收强度分别为谱线b和c所示样品的1.5倍和2.1倍. 由此表明不同的结构导致样品对光的吸收能力不同, 进而导致其光催化活性存在差异.采用水热合成法, 通过一步反应, 构建了一种形貌特征新颖的核壳结构ZnS材料. 该材料的尺度大小位于微米区间, 核、壳两部分的成分完全相同, 晶型一致. 调节反应时间即可以控制壳层的厚薄、完整程度和整体颗粒的粒径大小. 核壳结构ZnS颗粒对亚甲基蓝具有良好的降解效果; 光催化降解活性与颗粒的壳层闭合程度密切关联. 本文提出的制备均质核壳型ZnS材料的方法, 过程简单、反应条件易于实现, 对微纳米尺度金属硫属半导体材料的合成具有借鉴作用.† Supported by the National Natural Science Foundation ofChina(No.50673075).【相关文献】[1] Hosein I. 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核壳结构的合成方法ppt课件
2020/4/13
3
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）
14
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
15
谢谢!
2020/4/13
16
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
1
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
2
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！。
金属有机骨架为壳的核壳结构材料研究进展
金属有机骨架为壳的核壳结构材料研究进展一、本文概述随着科技的飞速发展，新型材料的研究与应用日益受到人们的关注。
在众多材料中，金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）以其独特的结构和性质，尤其在核壳结构材料领域的应用，展现出巨大的潜力和价值。
本文旨在综述金属有机骨架为壳的核壳结构材料的研究进展，探讨其合成方法、性能优化以及潜在应用前景。
我们将对金属有机骨架材料进行简要介绍，包括其结构特点、合成原理以及在核壳结构中的应用优势。
随后，我们将重点论述核壳结构材料的合成方法，包括模板法、自组装法等多种方法，并分析其优缺点。
在此基础上，我们将进一步探讨如何通过调控金属有机骨架壳层的结构和性质，优化核壳结构材料的整体性能。
我们还将关注金属有机骨架为壳的核壳结构材料在催化、气体分离与存储、药物传输等领域的应用前景，分析其在不同领域中的优势与挑战。
我们将总结当前研究的不足之处，并展望未来的研究方向，以期为未来金属有机骨架为壳的核壳结构材料的研究与应用提供有益的参考。
二、金属有机骨架为壳的核壳结构材料的合成方法金属有机骨架（MOFs）为壳的核壳结构材料因其独特的物理和化学性质，近年来在多个领域引起了广泛关注。
合成这种核壳结构的关键在于实现MOFs在选定核心上的均匀且可控的生长。
原位生长法：这是最直接且常用的方法，通常涉及在预先制备好的核心粒子表面，通过溶液中的金属离子与有机配体自组装形成MOFs 壳层。
通过控制反应条件，如温度、pH值、浓度等，可以调控MOFs 壳层的厚度和形貌。
种子生长法：在核心粒子表面预先生长一层薄的MOFs种子层，然后在此基础上继续生长MOFs壳层。
这种方法有利于实现MOFs壳层的均匀性和连续性。
界面聚合法：在某些情况下，可以在油水界面或液液界面上实现MOFs壳层的生长。
这种方法通常涉及将核心粒子分散在一个相中，而将金属离子和有机配体溶解在另一个相中，通过界面反应实现MOFs 壳层的生长。
氨基型阴离子聚合物-解释说明
氨基型阴离子聚合物-概述说明以及解释1.引言1.1 概述氨基型阴离子聚合物是一类具有特殊结构和性质的聚合物材料。
与普通的聚合物不同，氨基型阴离子聚合物含有氨基官能团，使其具有良好的离子性和溶胀性能。
这种聚合物具有极好的水溶性和吸液性能，可以在吸湿环境中迅速吸收水分并膨胀，形成胶状物质。
同时，氨基型阴离子聚合物还具有优异的热稳定性和机械性能，可用于制备高强度的纤维和薄膜材料。
氨基型阴离子聚合物的合成方法多种多样，常见的有自由基聚合法、阴离子聚合法、离子交换法等。
其中，自由基聚合法是最常用的方法之一，通过引入含有氨基功能团的单体，与其他单体共聚，经过反应和控制反应条件，最终得到氨基型阴离子聚合物。
此外，阴离子聚合法通过响应性阳离子改性剂引发剂，与阴离子单体进行聚合反应，也可制备出氨基型阴离子聚合物。
氨基型阴离子聚合物在很多领域具有广泛的应用前景。
首先，在生物医学领域，氨基型阴离子聚合物可用于制备药物缓释系统、生物传感器以及组织工程材料，具有很高的生物相容性和生物降解性。
其次，在环境领域，氨基型阴离子聚合物可以用于水处理、废水处理和污染物吸附等方面，能够有效净化环境。
此外，氨基型阴离子聚合物还可用于电子器件、纺织品、涂料和油墨等领域，为这些行业带来了许多新的应用。
总之，氨基型阴离子聚合物作为一种新型的聚合物材料，在各个领域都具有巨大的潜力和应用前景。
通过不断改进合成方法和探索新的应用领域，相信氨基型阴离子聚合物将在材料科学和工程领域发挥重要作用，为社会发展和人类福祉做出积极贡献。
1.2 文章结构本文将分为三个主要部分来介绍氨基型阴离子聚合物。
首先，在引言部分将对氨基型阴离子聚合物进行概述，说明其基本特性和应用前景。
接下来，正文部分将重点介绍氨基型阴离子聚合物的定义、合成方法和应用领域。
最后，在结论部分将对文章的内容进行总结，并展望未来氨基型阴离子聚合物的更广阔应用前景。
在正文部分，将详细介绍氨基型阴离子聚合物的定义。
核壳结构Cu@CoCr的合成和对硼氨配合物水解的催化性能
沈 晓晨 － 戴 敏 １ 高 呜 １ 王 志斌 ２ 赵 斌 ， 丁 维平 １
（ 南京 大 学介 观 化 学教 育部 重 点 实验 室 ， 南京 大 学化 学化 工学 院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ９ ３ ） （ 南京 大 学配位 化 学 国 家重点 实验 室 ， 南京 大 学化 学化 工 学院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ９ ３ ）
Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｉｎ ｇ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ／ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｒ ｙ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｏ ｆ Ｃｕ ＠Ｃｏ Ｃｒ ｗ ａ ｓ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｏ ｎ ｅ 。 。 ｓ ｔ ｅ ｐ ｉ ｎ ’ ’ ｓ ｉ ｔ ｕ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｍｉ ｌ ｄ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｕ ＠Ｃ ｏ Ｃ ｒ ｗ ａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ＮＨ３ ＢＨ３
两步法制备核壳结构Fe3O4@PDA@BSA纳米复合材料
两步法制备核壳结构Fe3O4@PDA@BSA纳米复合材料陈天弟;刘辉;马阜生;陶彩虹【摘要】采用溶剂热法制备了Fe3O4纳米粒子,再经两步法制备了核壳结构Fe3O4@PDA@BSA纳米复合材料,并利用X-射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)时样品形貌及磁性能进行了表征.结果表明,所制备的Fe3O4纳米粒子粒径为3～21 nm;核壳结构Fe3O4@PDA@BSA纳米复合材料的壳层厚度为10～20 nm,比饱和磁化强度为58.8 emu·g-1,具有良好的磁性能和生物安全性.该方法简单、反应条件温和、绿色环保,具有较好的适用性.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2018(035)010【总页数】5页(P26-30)【关键词】四氧化三铁(Fe3O4);聚多巴胺(PDA);牛血清白蛋白(BSA);层层自组装;磁性能;生物安全性【作者】陈天弟;刘辉;马阜生;陶彩虹【作者单位】兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】O614磁性纳米粒子不但具有纳米材料所特有的性质，而且具有磁响应性，具有广泛的应用前景，尤其是在生物技术领域以及靶向药物传递领域[1]。
当Fe3O4纳米粒子粒径小至16 nm时就具有超顺磁性[2]，超顺磁性Fe3O4纳米粒子无毒，具有良好的生物安全性、生物降解性和生物相容性，被广泛用于药物载体、催化剂载体、碳吸附剂[3]和靶向磁共振成像[4]等研究。
目前制备Fe3O4纳米粒子有共沉淀法、微乳液法、水热合成法、溶剂热法和溶胶-凝胶法等，其中溶剂热法是制备高性能Fe3O4纳米粒子的常用方法。
在磁性纳米粒子表面修饰靶向药物，通过外加磁场，可以定向运输，靶向传递，提高药物的利用率[5-7]，但磁性纳米粒子表面需要进行特殊的改性和修饰。
核壳结构AgInS2@ZnS量子点的合成及荧光性能
Ｔ ｏ ｒ ｉ ｍ ｏ ｔ ｏ 等 首先在油胺介质 中热解制备了 Ｚ ｎ Ｓ与 Ａ ｇ Ｉ ｎ Ｓ 混合量子点（ Ｚ ｎ Ｓ ． Ａ ｇ Ｉ ｎ Ｓ ： ） ； Ａ ｌ ｌ ｅ ｎ等¨ 。 。 和谢 海燕等¨ 进一步通过调节 Ｚ ｎ ／ Ａ ｇ ／ Ｉ ｎ 盐的比例热解制备 了荧光发射波长可调 的 Ｚ ｎ Ｓ — Ａ ｇ ｌ ｎ Ｓ ．然而 ， 高 温 、高压条 件下 的热解 法往 往 导致 制 备 的 纳米 物 质 产 生 空 位 或 间 隙缺 陷 ， 从 而使 材 料 的 光 学性 能 变 差 ’ ¨ Ｊ ．近年 来 ， 有 用水 相法代 替热解 法 的趋势 ， 如Ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｃ ｉ ｏ等 合成 了 Ｚ ｎ Ｓ — Ａ ｇ Ｉ ｎ Ｓ ．为 了克服 热解
１ ． １ 仪器 与试剂
Ｆ － ４ ５ ０ ０型荧光光谱仪 （ 日本 Ｈ ｉ ｔ ａ ｃ ｈ ｉ 公司） ； Ｅ ａ ｓ ｙ ｓ ｃ ａ ｎ ２型扫描隧道显微镜（ 瑞士 Ｎ ａ ｎ ｏ ｓ ｕ ｒ ｆ 公 司） ；
Ｄ ８ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ型 ｘ射线 粉末衍 射仪 （ 德国 Ｂ ｒ ｕ ｋ ｅ ｒ 公 司） ； Ｆ Ｔ — Ｉ Ｒ ５ ７ ０ ０型 红外光谱 仪 （ 美 国Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ 公司） ．
Ｎ ａ Ｂ Ｈ ， 在室 温下 搅 拌 １ ｈ ， 置于 ６ ０～ ８ ０℃ 水浴 加 热 １ ｈ至 无 氢 气 产 生 以 除 去 过 量 的 Ｎ ａ Ｂ Ｈ ， 即得 到 ｄ Ｂ Ｓ Ａ溶 液 ． 取１ ０ ｍ Ｌ二 次蒸 馏 水 于 １ ０ ０ ｍＬ三颈 烧
船
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ８ － ０ ９ ．
基金项 目： 湖北省 自然科学基金 （ 批准号 ： ２ ０ １ ０ Ｃ Ｄ Ａ ０ ６ １ ） 和生命分析化学国家重点实验室开放基金（ 批准号 ： Ｓ Ｋ Ｌ Ａ Ｃ Ｌ Ｓ １ ２ ０ ９ ） 资助
细乳液法合成单核核壳结构氧化硅／聚苯乙烯复合微球
质、 广泛 的用途 越来 越受 到人 们 的关 注［ １ １ 。而 核壳 结 ” 构 的 氧化硅／ 聚苯 乙烯 纳米 复合 微球 ， 了具有 普通 高 除
分 子微球 的 比表 面积大 ， 于制 备 、 易 分离 和 提纯 等优 点
同液 滴 问的单 体较 难 发 生 传 质 ， 以 生成 的 复合 微 球 所 与 聚合前 的单 体液 滴是 “ １：１ 的 复制关 系 ［ 可 直接 ” １ ，
薄膜 与微 细技 术教育 部重 点实 验室 ， 上海 ２ ０ ３ ） ０ ０ ０
摘 要 ： 采 用 细 乳 液 聚 合 法 ， ３ 甲基 丙 烯 酰 氧 基 丙 以 一
基 三 甲氧 基硅烷 （ ＫＨ５ Ｏ 表 面 改性 的直径 ５ ｎ 的氧 ７） ０ｍ
的核 壳结 构氧 化 硅 ／ 苯 乙烯 复 合微 球 。从 以上 的 文 聚 献可 以看 出 ， 们 多 采 用 乳 液 聚合 或 分 散聚 合 的 方法 人 来制备 单 分散性 较 好 、 核核 壳结 构 氧化硅 ／ 单 聚苯 乙烯 复合微球 ， 选 用 的氧 化 硅 核 均 在 １０ ｍ 以 上 ， 但 ０ｎ 当氧
难点。
文章 编号 ：０ １９ ３ （０ ７ ０ －２ ２０ １ ０ －７ １ ２ ０ ） ２０ ７ —４
细乳 液 聚合法 是 近几年 发 展起来 的合 成纳 米复合
１ 引 言
近年 来 ， 无机 一 聚合 物纳 米 复合 微 球 因 其特 殊 的性
微 球 的新 方 法口 引， 。 在小粒 径单 核 复合 形貌 调控 方 面 有着独 到 的优 势 。在 细乳 液 聚合 中 ， 含 有无 机 粒 子 包 的单体 液滴 是 主要 的成核 场所 ， 由于存 在 超疏水 剂 ， 不
核壳结构纳米粒子
核壳结构纳米粒子纳米技术已经受到了越来越多的关注，并成为未来重要的研究方向。
核壳结构纳米粒子是纳米技术的重要组成部分，其在现实应用中拥有重要的意义。
因此，了解核壳结构纳米粒子的结构、性能、制备方法和应用领域将有助于我们更好地发挥其在现实应用中的价值。
核壳结构纳米粒子是一种具有核壳结构的物理粒子，它们的内核包含了一种活性中微粒（如铁锰纳米颗粒或硅纳米晶体），而外壳则由透明的聚合物（例如溶胶-凝胶聚合物）所包裹。
此外核壳结构纳米粒子具有调节功能，可以调节其在不同金属表面的行为，从而有利于现实的环境应用。
核壳结构纳米粒子的制备方法主要有四种，即直接合成法、修饰技术、表面包覆法和光刻技术。
其中，直接合成法是一种以化学方式合成核壳结构纳米粒子的方法，通过控制反应条件，将活性中微粒溶解在溶剂中反应生成核壳结构纳米粒子。
修饰技术是利用激光修饰纳米晶体表面，使其具有核壳结构的方式，该方法有利于表面增强拉曼光谱（SERS）的灵敏度和准确性。
表面包覆法是将聚合物和其他材料层层包覆在活性粒子表面，形成核壳结构纳米粒子，而光刻技术则可以利用自由电子激光（FEL）技术在尺度上精确地形成核壳结构纳米粒子。
核壳结构纳米粒子的结构极其晶体极具有生物活性，具有良好的生物相容性，对细胞表面和氧化还原反应也有一定的影响和作用，具有良好的生物效应。
它们在现实应用中可以用作体外检测材料，如癌症检测，也可以用作靶向药物载体，准确地将药物输送到目的细胞内；用作催化剂，可以进行复杂的反应，从而显著提高反应效率；相关过滤和分离亦有一定的应用。
因此，核壳结构纳米粒子作为一种重要的纳米材料，其在生物活性，环境应用和制药领域具有重要的意义，但也面临着许多挑战，如低结构稳定性、低乳化性和低毒性。
随着研究的深入，将会有更多的应用，以及更为高效的合成方法。
未来，核壳结构纳米粒子将成为一种重要的纳米材料，用于多种现实和未来的应用。
总之，核壳结构纳米粒子具有调控功能，特有的生物活性，环境应用和制药领域，以及准确的合成方法。
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-壳乳液聚合
二、核-壳乳胶粒生成机理
3、离子键合机理
核层聚合物与壳层聚合物之间靠离子键机理。 为制得这种乳胶粒，在进行聚合时需引入能产生离 子键的共聚单体。
▀
研究表明，采用含有离子键的共聚单体制得的 复合聚合物乳液，由于不同分子链上异性离子的引 入抑制了相分离，从而能控制非均相结构的生成。
▀
三、核-壳乳胶粒合成方法
五、核-壳聚合物的应用
在磁性微球和免疫磁 珠表面通过化学修饰 结合上一系列不同的 化学官能团及具有特 异性的抗体、蛋白和 核酸，可应用于核酸 纯化、免疫分析、临 床诊断等多个领域， 是医学、分子生物学 研究中不可或缺的分 离纯化工具。
五、核-壳聚合物的应用
聚合物微球，具有单一粒径范围,目前具有线性聚苯 乙烯等多种微球，其用途涉及色谱学、显微学、细胞 测量学、组织分离技术、癌症医治和DNA技术等。
四、核-壳乳胶粒结构形态及影响因素 乳胶粒的核壳结构：
￭在乳胶粒的中心是一个富 聚合物的核，其中聚合物 含量大而单体含量少，聚 合物被单体所溶胀；在核 的外围是一层富单体的壳， 其中聚合物被单体溶胀。 ￭在壳表面上吸附乳化剂分 子而成一単分子层，以使 该乳胶粒稳定悬浮在水相 中；在核与壳的界面上， 分布有正在增长或失去活 性的聚合物末端，聚合反 应就是发生在这个界面上。
五、核-壳聚合物的应用 2、制备功能性微球 利用阶段聚合或包埋等方法可以制备功能性的复
合微球。 如以无机赤铁矿粒子为核，聚毗咯为壳制得导电 胶乳; 以聚苯乙烯/丙烯酸丁酷/丙烯酸包埋制备磁性复合 微球; 利用聚苯乙烯为核，聚异丙基丙烯酞胺为壳制备 温敏微球。 这种具有特殊功能的微球被广泛应用在生化技术、 色谱、催化、信息技术和微电子等领域，引起人 们的极大兴趣，成为复合胶乳的重要发展方向。
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(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。
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
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
2020/3/5
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, 10210-10213.8
2020/3/5
（地学部）
14
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！
2020/3/5
15
谢谢!
2020/3/5
16
characterizations of TTAB-capped
Pt and as-synthesized Pt@SiO2 core–shell nanoparticles.
2020/3/5
(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。
(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 的还原剂的水溶液中，扩散到框架外表面还原 生成AuNi NPs，发生团聚。
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
2020/3/5
1
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
2020/3/5
2
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
2020/3/5
S. H. Joo, J. Y. Park, C.-K. Tsung, Y. Yamada, P. Yang, G. A. Somorjai, Nature Materials 2009, 8, 1265-131.
2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂
Figure 2 .TEM and XRD
孔洞形成：未被填充的空位落在左边 压缩成大空
2020/3/5
10
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
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
10s
20s
2020/3/5
1min
2min
30min
Y. D. Yin, R. M. Rioux, C. K. Erdonmez, S. Hughes, G. A. Somorjai, A. P. Alivisatos, Science 2004, 31014, 711
4.柯肯达尔效应
三步法制备Pt@CoO yolk-shell结构
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）
体积分数分别是40%和60%的两
液相，通过高频电感熔化，再在 Ar气氛中通过氮气气相喷雾，得 到30-250um直径的颗粒。 喷雾温度：1800k-2130k 喷雾压力：1.5-5MPa 冷却速率：103-104oC/s
A：Cu-31.4Fe-3Si-0.6C (weight %) C：Cu-51.4Fe-3Si-0.6C (weight %)
(a/b)AuNi@MIL-101_a，0.6M NaBH4 (c)AuNi@MIL-101_b，0.4M NaBH4 (d)AuNi@MIL-101_c，0.2M NaBH4
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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
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2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂
Figure 3 . Thermal stability of Pt@mSiO2 nanoparticles
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(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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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
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C. P. Wang, X. J. Liu, I. Ohnuma, R. Kainuma, K. Ishida, Science 2002, 297, 990-993. 13
5.1.原始地球层状结构形成机理的材料学研究
研究发想
46亿年前，由于行星的碰撞，产生溶化 体，通过急剧的冷却，而形成原始地球。
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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)
Step3：氧化Co形成Pt@CoO yolk-shell，如图B。
（T=455k，吹气02/Ar混合气(体积比1:4，120mL/min)到胶体 中，然后搅拌3h）
乙烯氢化反应催化剂（T=227k） 纯CoO对乙烯氢化的反应活性很低，只有在473K还 原1小时才能在>300K时检测到乙烷，而含Pt的样品 即使未经过预处理，在208K也能催化形成乙烷 证实了乙烯氢化反应由Pt颗粒催化，而不是CoO壳 层，也证实了乙烯和氢原子进入了CoO壳层内部， 壳层上的晶界是最可能的进入点
5.1原始地球层状结构形成机理的材料学研究
2020/3Leabharlann 531.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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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。
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
地球的形成过程实际上是 凝固过程！
地球物理学者提出的机理
当地球在熔融状态，在地球内部发生相分离，轻 的元素（Al，Mg）移向地球的外层，而重的元素 （Fe,Ni）沉向地球的中心。 存在的问题