核壳结构的合成方法ppt课件
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核壳乳液聚合课件ppt
2021/3/10
13
2、热处理性能
PEA/PS复合胶乳膜的热处理性能，处理之前膜又软 又弱;经热处理之后，变成刚性和脆性，并且膜的拉伸 强度也增加了。
对于50/50的PEA/PS复合胶乳膜，其粒子形态由相 分离的PS微粒分散在连续相PEA中.这些膜的力学行为 属于软的热塑性弹性体，经过高于Tg以上的温度的热 处理，其模量、断裂强度和断裂能量显著增加。
2021/3/10
3
2、互穿聚合物网络IPN机理
在核壳乳液聚合反应体系中加入交联剂，使 得核层、壳层中一者或两者发生交联，则生成 乳液互穿聚合物网络。
3、离子键合机理
若核层聚合物与壳层聚合物之间靠离子键结 合起来，这种形成核壳结构乳胶粒的机理称为 离子键合机理。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。
核/壳乳液聚合
2021/3/10
1
一、定义及合成方法
（两步乳液聚合法）
定义：第一步先按设计的条件，制备具有一 定大小的聚合物粒子作为种子；第二步将预 聚合的单体和引发剂等加入到该种子乳胶体 系中，控制水相中不含或含极少量游离的乳 化剂，抑制新粒子的生成，使加入的单体在 种子上继续聚合并使粒子增长，达到增大粒 径和控制粒子分布的目的。
可能得到“翻转”型、半月型、夹心型或正常型
结构的乳胶粒。
2021/3/10
10
4、其他影响因素
除了以上的几个影响因素外，其他如：反应体 系的PH值、反应温度及聚合场所的粘度对乳胶 粒的结构形态均有影响。
1. PH值直接影响引发剂的分解。 2. 反应温度和粘度对聚合物分子链的运动有影响，
当粘度太大时，由于聚合物分子链运动困难， 有可能使位于壳层的疏水性聚合物不能扩散到 亲水性聚合物壳中，从而形成非 “翻转”的乳 胶粒。
新版物理人教版 18.2原子的核式结构模型 (共12张PPT)学习PPT
在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。原子的全
绝在大原多 子数的中α 心粒有子一穿个过很金小属的箔核后，仍叫按做原原来子的核方。向前进，少
部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子 证 数明发了生原 较子 大核 偏是 转由 ，质 甚子 至和被中 弹子 回组成的
根(2)据原卢子瑟核福所的带原正子电核荷式数模与型核和外α电粒子子数散以射及的该实元验素数在据周，期
少数 α 粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多
数发生较大偏转，极少数甚至被弹回 证明了原子核是由质子和中子组成的
可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核
C. 少数 α 粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多 (1) 原子的半径约为 10 ─ 10 m、原子核半径约是 10 ─14 m，
原 子 (3) 电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。
第 2 节：原子的核式结构模型 由于正电荷均匀分布， α 粒子所受库仑力也很小，故 α 粒子偏转角度不会很大。 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子： 在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。 绝大多数 α 粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少 证明了原子核是由质子和中子组成的 (2) 原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期 数发生较大偏转，极少数甚至被弹回 那么这两种物质是怎样构成原子的呢？ 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子： 1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了 α 粒子散射实验。 可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核 (2) 原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期
绝大多了数 α9粒0子°穿，过金有属箔的后仍甚按原至来的几方向乎前进达，少到180°。
原子核的组成-课件
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/2/282021/2/282021/2/282021/2/28
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
由此式可知s与粒子进入电场的初速度v0成 正比，与粒子的荷质比q/m的平方根成反比.射线 速度约为射线的1/10，而粒子的荷质比比粒 子的荷质比要小的多，所以粒子的竖直方向位 移要大，所以③是射线的轨迹，①是射线的 轨迹.
α粒子带正电，而向A板偏移，因此A板带负 电，B板带正电.
延伸·拓展
【例3】静止在匀强磁场中的某放射性元素的核， 放出一个粒子，其速度方向与磁场方向垂直，测 得粒子和反冲核轨道半径之比R∶r=30∶1，如图 17-2-2所示，
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/2/282021/2/28Sunday, February 28, 2021
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/2/282021/2/282021/2/282/28/2021 10:37:35 AM
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11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/2/282021/2/282021/2/28Feb-2128-Feb-21
图17-2-2
延伸·拓展
则（ ） A.粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反 B.反冲核的原子序数为62 C.原来放射性元素的原子序数为62 D.反冲核与α粒子的速度之比为1∶62
延伸·拓展
【解析】本题结合动量守恒、衰变方程、带电粒 子在磁场中的圆周运动等几个知识点综合运用； 由动量守恒得：MV+mv=0，其中MV为反冲核动量， mv为粒子的动量.
要点·疑点·考 点
原子核的构成人教版高一年级化学课堂教辅PPT
相加,所得的数值叫作质量数。某原子的相对原子质量近似等于此原子的
质量数。
质量数(A)=质子数( Z )+中子数( N )
【微思考】某原子的相对原子质量与其质量数是什么关系?
提示
原子的相对原子质量是一个原子的质量与12C原子质量
1
12的比值,可
能会有小数部分;质量数是质子数与中子数的加和,只能是整数。质量数是
(2)同位素的特点是什么?
提示 同位素具有以下特点:①同一元素的不同核素互称同位素,其核内的
质子数相同而中子数不同。②同位素的化学性质几乎完全相同,但物理性
质不同。③在天然存在的某种元素中,不论是游离态还是化合态,各种核素
所占的原子百分比是不变的。
【深化拓展】
1.元素、核素和同位素的比较与联系
概念 元素
同位素,H2O、D2O、T2O均是氢元素和氧元素组成的,它们的化学性质
相同,但物理性质不同。因此,水和重水、超重水是不同的物质,大量混合
时为混合物。
【必备知识】
一、人类认识原子结构的历程
演变过程
主要论点
公元前5世纪,古希腊
物质由原子构成,且原子是不可再分的微粒,原子的结合
哲学家德谟克利特的
和分离是万物变化的根本原因
故化学性质基本相同。
(2)一种元素的各种核素所占的原子百分比(又叫丰度)基本不变。如:
核素 核素的相对原子质量
20世纪初,现代原子结构 揭示电子运动的波粒二象性运动规律,必须用量
学说(量子力学模型)
子力学模型描述核外电子的运动
二、原子核的构成
1.原子的构成:原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。
2.原子中的相关关系式
(1)质子数( Z )=核电荷数=核外电子数=原子序数
质量数。
质量数(A)=质子数( Z )+中子数( N )
【微思考】某原子的相对原子质量与其质量数是什么关系?
提示
原子的相对原子质量是一个原子的质量与12C原子质量
1
12的比值,可
能会有小数部分;质量数是质子数与中子数的加和,只能是整数。质量数是
(2)同位素的特点是什么?
提示 同位素具有以下特点:①同一元素的不同核素互称同位素,其核内的
质子数相同而中子数不同。②同位素的化学性质几乎完全相同,但物理性
质不同。③在天然存在的某种元素中,不论是游离态还是化合态,各种核素
所占的原子百分比是不变的。
【深化拓展】
1.元素、核素和同位素的比较与联系
概念 元素
同位素,H2O、D2O、T2O均是氢元素和氧元素组成的,它们的化学性质
相同,但物理性质不同。因此,水和重水、超重水是不同的物质,大量混合
时为混合物。
【必备知识】
一、人类认识原子结构的历程
演变过程
主要论点
公元前5世纪,古希腊
物质由原子构成,且原子是不可再分的微粒,原子的结合
哲学家德谟克利特的
和分离是万物变化的根本原因
故化学性质基本相同。
(2)一种元素的各种核素所占的原子百分比(又叫丰度)基本不变。如:
核素 核素的相对原子质量
20世纪初,现代原子结构 揭示电子运动的波粒二象性运动规律,必须用量
学说(量子力学模型)
子力学模型描述核外电子的运动
二、原子核的构成
1.原子的构成:原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。
2.原子中的相关关系式
(1)质子数( Z )=核电荷数=核外电子数=原子序数
原子核的组成 课件
原子序数小于83的元素，有的也具有 放射性．
二、射线到底是什么？
❖ 放射性现象中放出的射线是什么东西？
❖ 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性 质以外，还有些什么性质呢？
❖ 这些射线带不带电？
利用什么方法可以将天然放射线分 离开来，并加以鉴别？
方法一：利用磁场
γ射线
×××××
α 射× × × × × 线× × × × ×
β射线
❖ 与α射线偏转方向相反的那束射线带负 电荷，我们把它叫做β射线.
❖ β射线由带负电的粒子（β粒子）组成， 进一步研究表明β粒子就是电子.
❖ β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑 纸，还能穿透几毫米厚的铝板.
γ射线
❖ 中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线， 研究表明，γ射线的实质是一种波长极短的 能量很高的电磁波，它不带电，是中性的.
有2个质子，2个中子。
质量数为4
U 235
92
——铀原子核
有92个质子，143个中子。
质量数为235
4、同位素：
质子数相同，中子数不同的原子， （质量数自然不同），互为同位素。
11H (氕)
2 1
H
(氘)
3 1
H
(氚)
氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、 氚的原子，下列说法哪个正确？
（1）具有相同的质子数、相同的中子数、 相同的电子数；
原子核的组成
原子核的组成
10－15m
质子
统称核子
中子
元素符号
质量数 （核）电荷数
A Z
X
1 1
H
4 2
He
235 92
U
3.原子核中的两个等式: (1)核电荷数=质子数=原子序数=荷外电子数 (2)质量数=核子数=质子数+中子数
二、射线到底是什么？
❖ 放射性现象中放出的射线是什么东西？
❖ 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性 质以外，还有些什么性质呢？
❖ 这些射线带不带电？
利用什么方法可以将天然放射线分 离开来，并加以鉴别？
方法一：利用磁场
γ射线
×××××
α 射× × × × × 线× × × × ×
β射线
❖ 与α射线偏转方向相反的那束射线带负 电荷，我们把它叫做β射线.
❖ β射线由带负电的粒子（β粒子）组成， 进一步研究表明β粒子就是电子.
❖ β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑 纸，还能穿透几毫米厚的铝板.
γ射线
❖ 中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线， 研究表明，γ射线的实质是一种波长极短的 能量很高的电磁波，它不带电，是中性的.
有2个质子，2个中子。
质量数为4
U 235
92
——铀原子核
有92个质子，143个中子。
质量数为235
4、同位素：
质子数相同，中子数不同的原子， （质量数自然不同），互为同位素。
11H (氕)
2 1
H
(氘)
3 1
H
(氚)
氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、 氚的原子，下列说法哪个正确？
（1）具有相同的质子数、相同的中子数、 相同的电子数；
原子核的组成
原子核的组成
10－15m
质子
统称核子
中子
元素符号
质量数 （核）电荷数
A Z
X
1 1
H
4 2
He
235 92
U
3.原子核中的两个等式: (1)核电荷数=质子数=原子序数=荷外电子数 (2)质量数=核子数=质子数+中子数
5.1 原子核的组成 课件 (共24张PPT)
答案： AD
三、原子核的组成
放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构. 原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？
课堂探究
1. 质子的发现
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。
1.(多选)氢有三种同位素,分别是氕H)、氘H)、氚H),则( )A.它们的质子数相等B.若为中性原子,它们的核外电子数相等C.它们的核子数相等D.它们的化学性质相同解析：氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,质子数和中性原子状态核外电子数均相同,都是1,中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,A、B正确,C错误;同位素化学性质相同,只是物理性质不同,D正确。
典例精析
解析：已知α粒子带正电,β粒子带负电,γ射线不带电,根据正、负电荷在磁场中运动所受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中所受电场力方向,可知A、B、C、D四幅图中,α、β粒子的偏转方向都是正确的,但偏转的程度需进一步判断。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,其半径r=,将其数据代入,则α粒子与β粒子的半径之比为=370.9,由此可见,A项正确,B项错误;带电粒子垂直进入匀强电场,设初速度为v0,垂直电场线方向位移为x,沿电场线方向位移为y,则有x=v0t,y=t2,消去t可得y=,对某一确定的x值,α、β粒子沿电场线偏转距离之比为=0.027,由此可见,C项错误,D项正确。
质子带正电荷，电荷量与一个电子的电荷量相等。质子的质量为mp= 1.672621898x 10-27 kg .
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。------质子是原子核的组成部分。
三、原子核的组成
放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构. 原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？
课堂探究
1. 质子的发现
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。
1.(多选)氢有三种同位素,分别是氕H)、氘H)、氚H),则( )A.它们的质子数相等B.若为中性原子,它们的核外电子数相等C.它们的核子数相等D.它们的化学性质相同解析：氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,质子数和中性原子状态核外电子数均相同,都是1,中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,A、B正确,C错误;同位素化学性质相同,只是物理性质不同,D正确。
典例精析
解析：已知α粒子带正电,β粒子带负电,γ射线不带电,根据正、负电荷在磁场中运动所受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中所受电场力方向,可知A、B、C、D四幅图中,α、β粒子的偏转方向都是正确的,但偏转的程度需进一步判断。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,其半径r=,将其数据代入,则α粒子与β粒子的半径之比为=370.9,由此可见,A项正确,B项错误;带电粒子垂直进入匀强电场,设初速度为v0,垂直电场线方向位移为x,沿电场线方向位移为y,则有x=v0t,y=t2,消去t可得y=,对某一确定的x值,α、β粒子沿电场线偏转距离之比为=0.027,由此可见,C项错误,D项正确。
质子带正电荷，电荷量与一个电子的电荷量相等。质子的质量为mp= 1.672621898x 10-27 kg .
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。------质子是原子核的组成部分。
第四章-核结构课件
D 3）双幻数核 D 角动量j的能级上都充满了2j+1个核子，矢量和为零，则每一能级的角
动量均为零，核的总角动量也为零，即双幻核的自旋为零。 D 填满每个能级的核子数2*j+1(j=l+1/2,j=l-1/2)总是偶数，不论每个2核0
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠制
五、壳层模型的应用
D 4）偶偶核 D 由于对力作用，成对两个核子的j方向相反，因而
28
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠 制
则电子能量状态由n和l决定。 § 2）对给定n,l,由于ml可取2l＋1个值，因此l一定的能级是
2l＋1简并的
11
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠制
§ 3）由泡利不相容原理知道，对自旋s=1/2的粒子，
在同一状态中不能同时容纳2个同类粒子。 § 电子s=1/2,满足泡利原理，因此，在能量相同的
§ 2、有心场 § 3、运动状态标志：n,l,ml,ms § n 主量子数 n=1,2,3,… § l 轨道量子数 l =0,1,2,…,n-1 （对一定的n） § ml轨道磁量子数 ml=l,l-1,l-2,…,-l（对一定的l ） § ms自旋磁量子数ms=±1/2（对一定的ml ） § 4、说明： § 1）对库伦场，若不考虑电子自旋与轨道运动相互作用，
第四章 核结 构
1
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠 制
什么叫模型？模型就是奥地利的火车时刻表。 奥地利的火车经常晚点，乘客问列车员：“你们 干吗还要时刻表？！”列车员回答：“有了时刻表 才知道火车的晚点呀！”
韦斯科夫
2
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠 制
引言 核模型
问题：原子核内各组分的运动规律如何？ 在原子内，相互作用力是库仑力，电子是运动的主要承担
动量均为零，核的总角动量也为零，即双幻核的自旋为零。 D 填满每个能级的核子数2*j+1(j=l+1/2,j=l-1/2)总是偶数，不论每个2核0
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠制
五、壳层模型的应用
D 4）偶偶核 D 由于对力作用，成对两个核子的j方向相反，因而
28
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠 制
则电子能量状态由n和l决定。 § 2）对给定n,l,由于ml可取2l＋1个值，因此l一定的能级是
2l＋1简并的
11
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠制
§ 3）由泡利不相容原理知道，对自旋s=1/2的粒子，
在同一状态中不能同时容纳2个同类粒子。 § 电子s=1/2,满足泡利原理，因此，在能量相同的
§ 2、有心场 § 3、运动状态标志：n,l,ml,ms § n 主量子数 n=1,2,3,… § l 轨道量子数 l =0,1,2,…,n-1 （对一定的n） § ml轨道磁量子数 ml=l,l-1,l-2,…,-l（对一定的l ） § ms自旋磁量子数ms=±1/2（对一定的ml ） § 4、说明： § 1）对库伦场，若不考虑电子自旋与轨道运动相互作用，
第四章 核结 构
1
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠 制
什么叫模型？模型就是奥地利的火车时刻表。 奥地利的火车经常晚点，乘客问列车员：“你们 干吗还要时刻表？！”列车员回答：“有了时刻表 才知道火车的晚点呀！”
韦斯科夫
2
《原子核物理学》第四章 核结构 陈忠 制
引言 核模型
问题：原子核内各组分的运动规律如何？ 在原子内，相互作用力是库仑力，电子是运动的主要承担
专题七：核基质的结构与组成140页PPT
核孔是由核膜内外层局部融合形成，30004000个/细胞。
核孔复合体结构模型称为fish-trap模型（图73）。
30.04.2020
10
从横向上看， 核孔复合体由 周边向核孔中 心依次可分为 环、辐、栓三 种结构亚单位；
30.04.2020
11
从纵向上看， 核孔复合体由核 外（胞质面）向 核内（核质面） 依次可分为胞质 环、辐（十栓）、 核质环三种结构 亚单位，形成 “三明治”式的 结构。
核膜由两层膜组成，两膜中间叫核周间隙。核纤 层位于核膜内侧，成分为核纤层蛋白。核被膜是 控制物质、信息交流的脂双层膜结构，分隔核与 质，构成核、质之间的天然选择性屏障（图7-2）。
核被膜可避免生命活动的彼此干扰，保护DNA不 受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤。
30.04.2020
6
图7-2：核被膜结构示意图
细胞凋亡时，核纤层蛋白被Caspase-3降解，这是 凋亡时细胞核结构改变的基础。有研究发现转录 活化因子P300的表达能直接改变细胞核的形态。
30.04.2020
7
核被膜在细胞有丝分裂中有规律地解体与重 建，新核膜来自旧核膜。核被膜的去组装是 非随机的，具有区域特异性（domainspecific）。以非洲爪蟾的卵提取物为基础的 非细胞核装配体系提供了实验模型。
核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期 调控因子的调节，调节作用可能与核纤层蛋 白、核孔复合体蛋白的磷酸化与去磷酸化修 饰有关。
30.04.2020
18
新近的研究还表明，核纤层基因的突变可引起多 种遗传病。
核纤层蛋白(Lamin)是核被膜内层的纤维蛋白网 状结构，构成被膜的骨架，是形成核纤层的关键 成分，包括Lamin A/C、Lamin B和一些相关蛋白。 Lamin A/C是其两种不同的剪接体。Lamin A/C 可以和pRb相互作用，防止pRb的降解。
核孔复合体结构模型称为fish-trap模型（图73）。
30.04.2020
10
从横向上看， 核孔复合体由 周边向核孔中 心依次可分为 环、辐、栓三 种结构亚单位；
30.04.2020
11
从纵向上看， 核孔复合体由核 外（胞质面）向 核内（核质面） 依次可分为胞质 环、辐（十栓）、 核质环三种结构 亚单位，形成 “三明治”式的 结构。
核膜由两层膜组成，两膜中间叫核周间隙。核纤 层位于核膜内侧，成分为核纤层蛋白。核被膜是 控制物质、信息交流的脂双层膜结构，分隔核与 质，构成核、质之间的天然选择性屏障（图7-2）。
核被膜可避免生命活动的彼此干扰，保护DNA不 受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤。
30.04.2020
6
图7-2：核被膜结构示意图
细胞凋亡时，核纤层蛋白被Caspase-3降解，这是 凋亡时细胞核结构改变的基础。有研究发现转录 活化因子P300的表达能直接改变细胞核的形态。
30.04.2020
7
核被膜在细胞有丝分裂中有规律地解体与重 建，新核膜来自旧核膜。核被膜的去组装是 非随机的，具有区域特异性（domainspecific）。以非洲爪蟾的卵提取物为基础的 非细胞核装配体系提供了实验模型。
核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期 调控因子的调节，调节作用可能与核纤层蛋 白、核孔复合体蛋白的磷酸化与去磷酸化修 饰有关。
30.04.2020
18
新近的研究还表明，核纤层基因的突变可引起多 种遗传病。
核纤层蛋白(Lamin)是核被膜内层的纤维蛋白网 状结构，构成被膜的骨架，是形成核纤层的关键 成分，包括Lamin A/C、Lamin B和一些相关蛋白。 Lamin A/C是其两种不同的剪接体。Lamin A/C 可以和pRb相互作用，防止pRb的降解。
核壳结构的合成方法 ppt课件
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。
未被填充的空位落在左边压缩成大空20204310空位的成核空位向内扩散使它们更集中在晶界处物质桥向外快速扩散提供了路径孔洞生长速率随的大部分co这可消耗质传输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柯肯达尔效应首次被用于解释中空纳米晶的形成30min10s20s1min2min0s20204311alivisatosscience2004304711三步法制备ptcooyolkshell结构三步法制备ptcooyolkshell结构step1
Pt and as-synthesized Pt@SiO2 core–shell nanoparticles.
(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。
(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
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。
未被填充的空位落在左边压缩成大空20204310空位的成核空位向内扩散使它们更集中在晶界处物质桥向外快速扩散提供了路径孔洞生长速率随的大部分co这可消耗质传输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柯肯达尔效应首次被用于解释中空纳米晶的形成30min10s20s1min2min0s20204311alivisatosscience2004304711三步法制备ptcooyolkshell结构三步法制备ptcooyolkshell结构step1
Pt and as-synthesized Pt@SiO2 core–shell nanoparticles.
(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。
(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
二氧化硅@配位聚合物核壳结构的制备方法
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
核-壳-壳结构
核可移动的核壳结构
简单核壳结构
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Fra bibliotek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
配位聚合物
核壳结构 物质分离
光学材料 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
前驱体溶液
以DMF和乙腈 清洗数次
H2IPA In(NO3)3· xH2O
样品
2.2 characterization
SEM 表征
a.silica particles(d=0.99±0.02μm) b.silica@coordination polymer core-shell spheres(d=1.37±0.04μm)
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5.1原始地球层状结构形成机理的材料学研究
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.
2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂
Figure 2 .TEM and XRD
(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
2020/4/13
9
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
4
2020/4/13
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)
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
2020/4/13
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
2020/4/13
12
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
characterizations of TTAB-capped
Pt and as-synthesized Pt@SiO2 core–shell nanoparticles.
2020/4/13
(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。
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。
7
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
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
1. 在宇宙中，地球形成过程不应受重力的影响。 2.目前的理论与地球物理实验结果有很多矛盾之
处。
2005年国家自然科学基金的小额资助
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） 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
0s
10s
20s
2020/4/13
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
2020/4/13
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。
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)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。
孔洞形成：未被填充的空位落在左边 压缩成大空
2020/4/13
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
6
2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂
Figure 3 . Thermal stability of Pt@mSiO2 nanoparticles
2020/4/13
(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。
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
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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.
2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂
Figure 2 .TEM and XRD
(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
2020/4/13
9
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
4
2020/4/13
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)
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
2020/4/13
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
2020/4/13
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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
characterizations of TTAB-capped
Pt and as-synthesized Pt@SiO2 core–shell nanoparticles.
2020/4/13
(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。
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。
7
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
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
1. 在宇宙中，地球形成过程不应受重力的影响。 2.目前的理论与地球物理实验结果有很多矛盾之
处。
2005年国家自然科学基金的小额资助
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） 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
0s
10s
20s
2020/4/13
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
2020/4/13
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。
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)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。
孔洞形成：未被填充的空位落在左边 压缩成大空
2020/4/13
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
6
2.软模板法合成Pt@SiO2介孔催化剂
Figure 3 . Thermal stability of Pt@mSiO2 nanoparticles
2020/4/13
(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。