核壳结构纳米颗粒的研究进展

*上海市科委(0452nm075,05JC14058);国家自然科学基金(50672069)

李志会:女,1980年生,硕士研究生,从事纳米颗粒2玻璃复合材料光学性能的研究 杨修春:通讯联系人,男 T el:021*********

E 2ma il:yangxc@https://www.wendangku.net/doc/7d2143665.html,

核壳结构纳米颗粒的研究进展*

李志会,杨修春,杜天伦

(同济大学材料科学与工程学院,上海200092)

摘要 核壳结构纳米颗粒具有不同于核和壳的物理和化学性能,通过调整核和壳的化学组成、尺寸和形貌,可以调控纳米颗粒的性能,扩展纳米颗粒的应用范围。系统总结了近年来制备核壳结构纳米颗粒的研究进展,讨论了核壳结构纳米颗粒对光学特性的影响。

关键词 纳米颗粒 核壳结构 制备方法 光学特性

Research Progress in Core 2shell Structure Nanoparticles

LI Zhihui,YANG Xiuchun,DU T ianlun

(School of Materia l Science and Engineer ing,Tongji University,Shanghai 200092)

Abstract Core 2shell str ucture nanopar ticles possess different pr operties of physics and chemistr y from cor e or

shell single phase.By cont rolling chemical const itution,size and mor phology of core and shell,propert ies of cor e 2shell st ruct ur e nanopart icles can be adjusted to extend their application field.In this paper ,pr epar ation method and optical pr operties of core 2shell st ructur e nanopart icles are systematica lly reviewed and discussed.

Key words nanoparticles,cor e 2shell structure,pr epar ation method,optica l propert ies

在过去二三十年中,材料科学不断地朝着交叉领域的方向发展,研究不再局限于以往传统化合物,而转向有机、无机、高分子以及生物材料的杂化。在众多杂化材料中,核壳材料因其组成、大小和结构排列的不同而具有特殊的光、电和化学等特性,近年来备受科学家的关注。核壳材料一般由中心的核以及包覆在外部的壳组成[1]。核壳部分可由多种材料组成,包括高分子、无机物和金属等。随着核壳材料的不断发展,其定义变得更加广泛。对于核与壳由两种不同物质通过物理或化学作用相互连接的材料,都可称为核壳材料[2]。核壳材料一般为圆形颗粒。包覆在颗粒外部的壳可以改变并赋予颗粒光、电、磁、催化和生物活性等性质。如今核壳结构材料已经拓展为化学、物理、生物、材料等诸多科学的交叉领域,并在医药、非线性光学器件、电发光器件以及催化等方面显示出诱人的应用前景。

1 核壳结构复合纳米粒子的制备

核壳结构复合颗粒制备技术在近年来发展很快,构造核壳结构的方法也是多种多样。目前主要的制备方法有:离子注入法、离子交换法、化学反应法、沉积和表面反应、溶胶2凝胶法等。

1.1 离子注入法

离子注入法是通过将加速后的离子注入到物质内,从而使异种元素(杂质)进入物质表面层来改变物质表面性能的技术。离子注入的元素可以任意选取,注入能量和剂量可以调制,在基质中形成的纳米颗粒被衬底包围着,受到了很好的保护,外界环境对它的影响不大,能够保持很好的稳定性[3]。当金属离子注入到绝缘体介质中时可形成3种形式的颗粒[4]:分离的颗粒、合金颗粒和核壳结构颗粒。

国外已有研究者利用离子注入法在非晶SiO 2基质中合成出Au/Cu 、Au/Ag

[5]

和Ag/Cd

[6]

核壳结构纳米颗粒。在国内,

离子注入法也被用于在基体中制备纳米颗粒[7,8]。肖湘衡等[9]利用离子注入法将Ag 、Cu 离子分别以5@1016ions/cm 2和1.5@1017ions/cm 2的剂量在室温下先后注入到非晶SiO 2玻璃中。经过对样品光吸收曲线、选区电子衍射花样晶格常数的计算及未倾转透射电镜明场像的观察和研究,表明样品中形成了单Ag 和单Cu 纳米颗粒或Cu 壳Ag 核的核壳结构。图1是样品的透射电镜明场像,图中大量的颗粒表现出中心区域与周围区域的衬度差别,呈现出中心亮斑特征。

图1 透射电镜明场像

1.2 离子交换法

离子交换法被广泛应用到金属离子掺杂玻璃的制备过程中,它是熔盐浴中不同的阳离子将玻璃基体表层的一价碱金属

离子交换出来的过程。D.M anikandan 等[10]使用离子交换法成功地制备出Ag/Cu 核壳结构和Cu/Ag 核壳结构。将同一个玻璃基体先后浸入CuSO 4B Na 2SO 4和AgNO 3B NaNO 3的盐浴中,分别在560~570e 和350~360e 进行了Cu +/Na +、Ag +/Na +的离子交换。经过Cu +和Ag +两种离子的不断交换,最终形成双金属核壳纳米颗粒。吸收光谱分析表明,当形成银核铜壳颗粒时,会表现出纯银和纯铜的特征吸收峰(如图2);而当形成铜核银壳时,铜的吸收峰被银的吸收峰所屏蔽,只显示银特征吸收峰(如图3)。尽管他们认为在玻璃中形成了核壳结构,但没有给出核壳结构纳米颗粒的透射电镜照片,因此本课题组对其研究结果存在疑问。在上海市科委和国家自然科学基金的资助下,本课题组采用离子交换结合氢气还原法在硅酸盐玻璃中初步制备出核壳结构纳米颗粒,结果将另文发

表。

图2 掺杂纯铜、纯银和银核铜壳纳米颗

粒石英玻璃的光吸收谱对比

图3 掺杂铜核银壳纳米颗粒玻璃光吸

收谱实验值与理论值的比较

1.3 化学反应法

此方法主要用来制备金属型核壳复合纳米颗粒,加入一定量的还原剂,把金属离子还原为单质,包覆在某种纳米粒子表面,从而制得复合粒子。此方法的优点是实验方法简单,但是容易引进杂质,特别是金属离子容易与加入的还原剂生成合金。纪小会等[11]利用此方法在已制备好的Au 纳米颗粒表面还原Ag,从而制备了粒度均匀且粒径可控的Au/Ag 核壳结构复合纳米粒子,利用UV 2vis 吸收光谱和透射电子显微镜(TEM)直接观察了核壳结构纳米粒子的生长过程:一部分Ag +在Au 核表面还原生长,溶液中其余Ag +还原形成银的纳米团簇向粒子表面继续沉积生长,壳层增厚。并由光谱的变化和TEM 的研

究结果提出了核壳结构形成机制的模型,如图4。

图4 核壳结构形成机制的模型

1.4 沉积和表面反应

之前的研究表明,分散在水溶液中的无机物粒子可以被包覆上数层无机材料,从而形成核壳结构纳米复合材料。方法有将壳层材料直接沉淀到核颗粒上,或者通过核颗粒上的特殊官能团的表面反应来引发包覆。在第一种方法中,所用到的无机包覆层通常包括二氧化硅、二氧化铱基碳酸盐、二氧化钛、氮化钛和二氧化锆等。早期的工作主要集中在二氧化硅包覆二氧化钛,然而,当二氧化硅沉积时,有明显的聚沉现象发生。Ohmor i 等[12]优化了包覆条件,采用这种壳层材料直接沉淀到核上的方法,借助TEOS(T et raethyl orthosilicate)在异丙醇(22pr opanol)溶液中的水解得到了二氧化硅包覆的纺锤形A 2F e 2O 3粒子。T rindade 等[13]使用沉积的方法制备了硫化铬覆盖的二氧化硅粒子。他们首先使用S êber 方法制备单分散的二氧化硅纳米粒子,然后加入铬的配合物,在氮气保护下回流一段时间得到单分散的硫化铬覆盖的二氧化硅粒子。

这些方法已经广泛用于包覆直径大于100nm 且与无机材料有化学或静电吸附力的颗粒,但是这种方法不能直接用来包覆憎玻璃性的银或金粒子[14,15]。将金或银纳米粒子进行表面改性,使其成为亲玻璃性,才可用此法制备核壳复合颗粒。Gong 等[16]报道了用Igepal CO 2520作为表面活性剂对银粒子表面进行改性,在硝酸银和染料混合溶液中加入还原剂水合肼对银还原,并在氨水存在的条件下加入聚合物正硅酸乙酯T EOS,发生水解缩聚反应最终形成了Ag/SiO 2核壳结构纳米复合粒子,并应用于生物医学的拉曼标签,反应过程如图5所示。

图5 带有染料分子的Ag/SiO 2核壳结构纳米粒子形成示意图

1.5 溶胶2凝胶法

溶胶2凝胶法即是将所需包覆的颗粒分散于所制备的溶胶中,再在一定的反应条件下完成凝胶化,即可在颗粒表面形成所需的包覆层。Ljubia 等[17]采用溶胶2凝胶法以硅酸为溶胶对氧化铝进行了包覆研究,采用TEOS 为前驱物,HCl 或NH 3为催化剂,调整水与TEOS 的比例以及pH 值,最后从包覆溶液中抽取出氧化铝,在600e 的条件下加热烘干。SEM 观察得知,改变水/TEOS 比值从4~8以及pH 值从2~8时,表面包覆结构都

会由纤细变粗糙;而包覆后粒子的加热烘干温度及时间对包覆粒子层的强度影响较小。滕枫等[18]报道以巯基乙酸作为稳定剂,在水溶液中合成了水溶胶CdSe 量子点,然后在其表面又生长了一层宽带隙的CdS,制备出CdSe/CdS 核壳结构的量子点。通过对其光学性质进行研究发现,CdSe 量子点表面上包覆一层CdS 之后,被很好地钝化,减少了引起发光猝灭的表面缺陷,增强了辐射复合,减少了由于表面缺陷引起的无辐射跃迁的几率,使CdSe/CdS 核壳结构的发光强度与单独的CdSe 量子点相比有明显的增强。

2 核壳结构纳米颗粒玻璃的光学性能

2.1 光吸收特性

由于导带电子对光的共振吸收,细小的金属粒子在紫外2可见波长范围内显示出强烈的吸收谱带。这种共振吸收称为等离子激元共振吸收(P lasmon resonance absorption),它是金属中与周围媒质的界面处的电子集体激发(Collective excitation)而产生的。用Mie 理论和Maxwell 2Gar nett 有效介质理论能较好地解释此现象,吸收峰的位置由粒子的介电常数、基质的介电常数及粒子在基质中的体积分数所决定。对于多种金属掺杂的材料,吸收峰的位置将会受到核壳之间的相对尺寸、核壳纳米颗粒尺寸、离子浓度等的影响。例如Au/Ag 核壳结构纳米颗粒具有2个可区分的等离子体吸收带,二者的强弱取决于Au 、Ag 的比

例,也取决于Ag 包覆的厚度[19]

。当有少量的Ag 包覆在Au 粒子的表面时,开始出现金纳米粒子吸收峰的蓝移;当Ag 包覆到一定量时,这种蓝移停止,Ag 纳米粒子的吸收峰出现;随着包覆量的增加,Ag

粒子的吸收峰增强并红移。

图6 不同核壳尺寸比例的金属纳米壳(二氧化

硅核,金壳)

的理论计算光学共振图

图7 金属纳米壳(二氧化硅核,金壳)的

核壳比与光学共振波长的关系图

对于金属壳2介电核的复合纳米颗粒,由于金属壳层中电子的自由程度受壳层厚度的限制,使其光学性质随壳层厚度不同而变化。H alas 等[20]在对SiO 2/Au 复合颗粒光学性质的研究中发现,保持核的粒径不变,改变壳层的厚度,等离子体共振吸收峰可在很大范围内移动,并且发现壳层越薄红移量越大,如图6和图7所示。而如果保持SiO 2颗粒作为壳,改变Au 颗粒的尺寸,共振吸收峰最大移动量不超过20nm 。

2.2 非线性光学性能

一些含金属纳米粒子的介质(如Au 、Ag 、Cu 纳米颗粒弥散的玻璃等)表现出显著的三阶非线性光学性能,具有高的三阶非线性光学系数及超快的响应。这类复合材料的三阶非线性光学效应来源于金属纳米粒子,主要有3种机理:d 价带至量子限制的电子态间的带间跃迁的贡献(fs 级)、表面等离子体共振所产生的热电子的贡献(ps 级)和金属导带内的带内跃迁的贡献[21]。Liao 等[22]研究的结果表明,Au/SiO 2复合薄膜的三阶非线性光学系数值随激光脉冲持续时间的缩短而明显变小,证明了对材料三阶非线性光学系数贡献的不同机理有不同的时间响应特性,在fs 时域,仅有金属纳米粒子中电子带间跃迁的贡献;而在ps 时域,则有热电子的贡献,使V 值增加了很多。

Liu 等[23,24]利用直接自组装方法合成出Au 2CdS 核壳结构复合BaTiO 3,研究显示,含有核壳结构的BaTiO 3复合材料的三级非线性系数明显高于Au 或CdS 复合BaT iO 3材料,证实了Neeves 和Bir nboim 的理论研究[25,26]。该理论研究指出金属2半导体或半导体2金属核壳结构复合非线性介质材料具有比单相纳米颗粒复合非线性介质高得多的三阶非线性光学性能,这主要是由于光场能被同时集中在颗粒的核和层内,导致颗粒内部电磁场增强,因此,在表面调制等离子共振区的三阶非线性性能得到显著提高。H aus 等[27]理论计算了半导体2金属核壳结构的光学性能,发现当核和壳的半径比合适时,三阶非线性光学性能达到最大值,并研究了界面和核2层半径比分布对三阶非线性光学性能的影响。但到目前为止,研究主要还是集中在核壳结构的线性光学性能[28],对于核壳结构的三阶非线性光学性能研究得较少,特别是以前的理论研究还未得到有效的验证。

3 展望

随着科学技术的发展,核壳结构复合粒子作为一种新型复合材料,必将受到人们越来越多的重视,成为未来复合材料领域内一个极其重要的发展趋势。纳米颗粒掺杂玻璃材料作为制备全光学开关的关键部件,对加快开发纳米颗粒复合玻璃材料新技术,特别是核壳结构纳米颗粒复合玻璃材料的合成,开发出具有工业化前景的工艺,制备出具有自主知识产权的优良的非线性光学性能的纳米颗粒复合玻璃材料,加快我国信息产业和纳米技术的发展,提高我国在全球信息化浪潮中的发言权和信息安全具有重要意义。

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(12):7491

纳米核壳结构简介

核壳结构微纳米材料应用技术 摘要 (2) 1核壳型纳米粒子的定义及分类 (2) 1.1 核壳型纳米粒子定义 (2) 1.2 核壳型纳米粒子分类 (2) 2 核壳结构微纳米材料形成机理 (3) 3有机—有机核壳结构微纳米材料制备 (3) 3.1乳液聚合法 (3) 3.2悬浮聚合法 (3) 4有机—无机核壳结构微纳米材料制备 (4) 4.1无皂聚合法 (4) 4.2化学共沉淀法 (4) 5无机—无机核壳结构微纳米材料制备 (4) 5.1种子沉积法 (5) 5.2水热法 (5) 6 核壳结构微纳米材料的应用 (6) 6.1 核壳结构微纳米材料的医学应用 (6) 6.2 核壳结构微纳米材料作为催化剂 (6) 参考文献 (7)

摘要 纳米科学被认为是21世纪头等重要的科学领域，它所研究的是人类过去从为涉及的非宏观、非围观的中间领域，使人们改造自然的能力延伸到分子、原子水平，标志这人类的科学技术进入了一个新的时代。纳米结构由于既有纳米微粒的特性如量子效应、小尺寸效应、表面效应等优点，又存在由纳米结构组合引起的新效应，如量子耦合效应和协同效应等，而且纳米结构体系很容易通过外场（电、磁、光）实现对其性能的控制。核壳型纳米微粒由于表面覆盖有与核物质不同性质纳米粒子，因此表面活性中心被适当的壳所改变，常表现出不同于模板核的性能，如不同的表面化学组成、稳定性的增加、较高的比表面积等，这些粒子被人为设计和可控制备以满足特定的要求。 关键词：纳米核壳纳米材料的应用 1核壳型纳米粒子的定义及分类 1.1 核壳型纳米粒子定义 核壳型纳米粒子是以一个尺寸在微米至纳米级的球形颗粒为核，在其表面包覆数层均匀纳米薄膜而形成的一种复合多相结构，核与壳之间通过物理或化学作用相互连接。广义的核壳材料不仅包括由相同或不同物质组成的具有核壳结构的复合材料，还包括空球、微胶囊等材料。 核壳型复合微球集无机、有机、纳米粒子的诸多特异性质与一体，并可通过控制核壳的厚度等实现复合性能的调控。通过对核壳结构、尺寸剪裁，可调控它们的磁学、光学、电学、催化等性质，因而有诸多不同于单组分胶体粒子的性质。他在材料学、化学组装、药物输送等领域具有极大的潜在应用价值。 1.2 核壳型纳米粒子分类 (1)无机—无机核壳结构微纳米材料:核壳均为无机材料的复合微纳米材料。 (2)无机—有机核壳结构微纳米材料:核为有机材料，壳为无机材料的复合微纳米材料。 (3)有机—无机核壳结构微纳米材料：核为无机材料，壳为有机材料的复合微纳米材料。 (4)有机—有机核壳结构微纳米材料：核壳均为有机材料的复合微纳米材料。 (5)复杂核壳结构微纳米材料：具有多层核壳结构，核壳多分分分别为有机或者无机材料。

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粒子物理与原子核物理专业硕士研究生培养方案 （学科专业代码：070202授予理学硕士学位） 一、学科专业简介 粒子物理与原子核物理专业包含如下研究方向：粒子物理、相对论重离子碰撞物理、夸克物质物理、相对论重离子碰撞实验、高能碰撞唯象学，以及高能核天体物理。本专业方向是以国内及国际大型加速器及宇宙线实验为依托，在粒子物理方向，从理论和实验两方面研究物质的最基本构成、性质、相互作用及其规律；在原子核物理方向，研究内容包括GeV至TeV能区的重离子碰撞，在理论上涉及高能重离子碰撞动力学及形成夸克物质的机理，粒子碰撞与粒子产生物理模型，夸克物质信号的预言；实验研究包括高能核－核碰撞的实验数据处理；高能核－核碰撞实验计算机模拟与物理分析；粒子探测新技术与数据获取技术研发，核电子学以及新型探测器的研发和研制，探测器软件研发及网格计算技术在实验模拟及数据分析中的应用等；目标是探寻夸克物质信号，检验格点量子色动力学（QCD）的预言，研究TeV能区的新物理。该专业方向

有长期的理论和实验研究基础，师资力量雄厚，有良好的国际国内合作环境，“粒子物理研究所”、“湖北省高能物理重点实验室”及批准建设的“夸克与轻子物理教育部重点实验室”提供了科学研究环境的有效保障。 二、培养目标 掌握坚实的粒子物理与原子核物理基础和系统的专门知识，熟悉粒子物理与原子核物理专业有关方向的国内外研究历史、现状和发展方向，掌握一门外语，具有从事科学研究、高等学校教学工作或独立担负有关专门技术工作能力，成为德智体全面发展，适应社会主义现代化需要的高层次人才。 三、研究方向简介 序号研究方向名 称 简介 1 粒子物理从理论和实验上研究物质的最基本构成、性质、相互作用及其规律 2 夸克物质物夸克物质的硬探针信号、夸克

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高等物理化学 学生姓名：聂荣健 学号：…………….. 学院：化工学院 专业：应用化学 指导教师：…………. 金属氧化物纳米材料研究进展 应用化学专业聂荣健学号：……指导老师：…… 摘要:综述了近年来金属氧化物纳米材料水热合成方法的研究进展，简要阐述了金属氧化物纳米材料的应用，对其今后的研究发展方向进行了展望。 关键词:纳米材料水热合成金属氧化物 Research progress of metal oxide nanomaterials Name Rongjian Nie Abstract: This article reviews the recent progress in hydrothermal synthesis of metal oxide nanomaterials. The application progress of metal oxide nanomaterials is briefly describrd．The future research directions are prospected. Keywords: nanomaterials; hydrothermal; metal oxides ; 引言 纳米材料是纳米科学中的一个重要的研究发展方向，近年来已在许多科学领域引起了广泛的重视，成为材料科学研究的热点。作为纳米材料的一个方面，金属氧化物纳米材料在现代工业、国防和高技术发展中充当着重要的角色。 1.纳米材料简介 纳米材料概述

PBA-P(MMA-ITA)核壳胶乳粒子的合成

研究与开发合成树脂及塑料，２００９，２６（６）：２７ ＣＨＩＮＡＳＹＮＴＨＥＴＩＣＲＥＳＩＮＡＮＤＰＬＡＳＴＩＣＳＰＢ胛（ＭＭＡ—ＩＴＡ）核壳胶乳粒子的合成 刘喜军田瑞霞李清 （齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，黑龙江齐齐哈尔，１６１００６） 摘要：采用种子乳液聚合方法合成了聚丙烯酸丁酯（ＰＢＡ）／聚（甲基丙烯酸甲酯一衣康酸）［Ｐ（ＭＭＡ一１ＴＡ）］核壳乳胶粒子，并用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪及非水酸碱滴定等对其进行了表征。结果 表明：核壳乳胶粒子平均粒径为３３０ｎｍ，其中，ＰＢＡ核平均粒径为２９０ｒｉｍ；通过接枝共聚物Ｐ（ＭＭＡ—ＩＴＡ）实现了核 壳间的化学键连接。 关键词：聚丙烯酸丁酯聚（甲基丙烯酸甲酯一衣康酸）种子乳液聚合核壳结构胶乳粒子 中图分类号：ＴＱ３２５．２文献标识码：Ｂ文章编号：１００２—１３９６（２００９）０６—００２７—０４ 采用核壳型增韧剂增韧聚酰胺（ＰＡ）６是一个新的发展方向，优点是分散相粒子直径本身已被确定在最佳范围（２００～３００ｕｒｎ），受加工条件的影响很小【Ⅷ。目前，ＰＡ６的增韧改性体系大多是ＰＡ６／相容剂／增韧体三元共混体系。如果核壳增韧体表面就带有可反应性基团。能起到相容剂的作用．则ＰＡ６的增韧改性体系可简化为ＰＡ６／：ｔ曾韧体二元共混体系。在核壳结构聚合物的壳层引入极性官能团羧基，使之能与基体树脂ＰＡ６的端氨基发生反应，从而增强两者之间的黏结性，提高基体树脂的冲击性能。根据“粒子设计”思想，采用种子乳液聚合方法［４＿句制备了表层羧酸化核壳型弹性粒子。其中。核为适度交联的聚丙烯酸丁酯（ＰＢＡ）弹性体，壳层为甲基丙烯酸甲酯（ＭＭＡ）和带有极性基团的衣康酸（ＩＴＡ）的共聚物［Ｐ（ＭＭＡ—ＩＴＡ）］。 １实验部分 １．１原料 丙烯酸丁酯（ＢＡ），ＭＭＡ，均为工业级，天津市科密欧化学试剂开发中心生产；ＩＴＡ，青岛邶琊台集团股份有限公司生产；过硫酸铵（ＡＰＳ），分析纯，天津市天达净化材料精细化工厂生产；十二烷基磺酸钠（ＳＬＳ），化学纯，浙江永嘉精细化工二厂生产：壬基酚聚氧乙烯醚，化学纯，天津石英钟厂霸州市化工分厂生产：二乙烯基苯（ＤＶＢ），化学纯，美国Ａｄｒｉｃｈ公司生产；无水乙醇，丙酮，均为分析纯，沈阳市华东试剂厂生产。 １．２试样制备 采用预乳化半连续聚合工艺制备了ＰＢＡ／Ｐ（ＭＭＡ—ＩＴＡ）核壳乳液。ＰＢＡ核乳液的制备：首先向５００ｍＬ反应釜内加入１２０ｍＬ去离子水．当反应釜温度达到８０℃时再加入０．１５ｇ引发剂ＡＰＳ，通Ｎ：搅拌，缓慢滴加ＢＡ预乳化液，控制在３ｈ左右滴完．然后在８０℃继续反应２ｈ，得到ＰＢＡ乳液，乳液的固含量为２８．１％。如果ＰＢＡ核乳胶粒子的尺寸达不到要求，可用上述ＰＢＡ乳液为种子进行ＰＢＡ核的种子乳液聚合．合成粒径更大的ＰＢＡ核乳胶粒子。ＢＡ预乳化液的组成与制备种子乳液时的预乳化液相同，改变种子乳液用量进行实验．考察种子乳液用量对ＰＢＡ核乳胶粒子尺寸及其分布的影响。 ＰＢＡ／Ｐ（ＭＭＡ—ＩＴＡ）核壳乳液的制备：向ＰＢＡ乳液中滴加壳预乳化液，控制在２ｈ左右滴完，然后在８０℃继续反应２．５ｈ，得到ＰＢＡ／Ｐ（ＭＭＡ—ＩＴＡ）核壳乳液。将乳液取出，当温度降至６０～７０℃时加入无水乙醇破乳，经水洗、抽滤、冷冻、干燥后即得粉末状核壳粒子。保持配方和工艺条件不变，改变ＩＴＡ用量和核壳比进行对比实验。乳液的固含量为３６．９％。反应式见式（１）、式（２）。 １．３测试与表征 乳胶粒子的粒径及其分布采用珠海欧美克公 收稿日期：２００９—０５—２６；修回日期：２００９—０８—２７。 作者简介：刘喜军，１９６２年生，教授，１９８４年毕业于 黑龙江大学高分子材料与工程专业，现主要从事高分子 材料改性与成型加工方面的研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｕｘｉｊｕｎ２００２＠ １６３．ｃｏｎ。 基金项目：黑龙江省自然科学基金资助项目（Ｎｏ．Ｂ０３０７） 和黑龙江省教育厅资助项目（Ｎｏ．１０５３１１７０）。 万方数据

核壳型纳米二氧化钛／聚合物复合粒子研究进展

核壳型纳米二氧化钛／聚合物复合粒子研究进展 综简述了核壳型纳米二氧化钛/聚合物复合粒子的形成机理，重点对纳米TiO2-核/聚合物-壳和聚合物-核/纳米TiO2-壳这2种复合粒子进行了介绍，指出了目前存在的问题和发展方向。 标签：核壳型；纳米TiO2；复合粒子；进展 随着纳米技术的发展，近年来聚合物基纳米复合材料的研究越来越活跃[1～4]。这类材料不仅有聚合物优异的成膜能力和柔韧性，还具备无机纳米粒子的热稳定性、高机械强度、催化性能以及光学性能等。 纳米TiO2除了具有和普通纳米材料一样的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应，还具有特殊的光催化能力[5]。纳米TiO2原料来源广泛、无毒、化学性质稳定，被广泛应用于太阳能电池、空气净化器、化妆品等领域。利用纳米TiO2对聚合物进行改性，使复合材料具备分解小分子污染物[6]、杀菌、除臭等能力[7]，从而在建筑材料、医疗、服装等行业有良好的应用前景。 纳米TiO2/聚合物复合粒子可以直接通过有机相和无机相的简单共混制得[8]，但是由于2相间的不相容性，难以确保无机组分不发生团聚且分散均匀。因此，需要使有机相与无机相之间有一种特殊的相互作用以确保2相能够在纳米尺度上进行复合。核壳型纳米复合材料的有机相和无机相间存在物理或者化学作用力，与共混相比稳定性和分散性都更优[9]，并且能通过设计不同的试验条件对复合材料的性能进行调控。 本文简述了核壳型纳米TiO2/聚合物复合粒子的形成机理，详细介绍了纳米TiO2-核/聚合物-壳和聚合物-核/纳米TiO2-壳这2种复合粒子的研究进展，对其未来发展做了展望。 1 石核壳型纳米TiO2/聚合物复合粒子的形成机理 1.1 化学键机理 纳米TiO2粒子在溶液中发生水合作用使表面富含羟基，为制备核壳结构的复合粒子提供了有效媒介。纳米TiO2的羟基有2种途径与聚合物相互作用，一是直接与聚合物链上所带基团（如羧基、醚基、氨基等）发生化学反应，从而使无机纳米粒子与聚合物达到纳米尺度的复合；二是引入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂（常用的偶联剂如表1所示）以及表面活性剂等，它们与羟基反应后能使纳米TiO2粒子表面生成亲有机端，使其与有机单体更好的相容，进而使纳米TiO2被聚合物包覆形成核壳结构[10，11]。改性后的纳米TiO2还能增加粒子间的距离，大大减弱分散中的团聚现象[12，13]。Zou等[14，15]利用硅烷偶联剂γ-MPS对纳米TiO2粒子进行改性，将改性后的纳米TiO2、单体和紫外光稳定剂原位聚合，制备了耐紫外线的复合乳液，复合粒子具有较高的接枝率

双金属核壳结构

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。具体方法是：利用液相多元醇体系(多为乙二醇或1, 4-丁二醇)分散金属盐，升温回流使金属离子被多元醇还原并聚集,最终形成金属纳米粒子。该方法制备的金属纳米粒子尺度小，粒度均一，且分散性好。由于制备条件温和，过程简单，多元醇体系中的连续还原法被广泛应用于核壳结构纳米合金的制备中。Alayoglu等[5]采用多元

1 从独立粒子核壳层到原子核集体模型

1．从独立粒子核壳层模型到原子核集体模型 一个亘古不变、极具魅力的话题：自从人类有了思维，人们就开始不停地追问“我们的世界究竟由什么组成？”古希腊哲学家泰勒斯提出：水是万物的始基；赫拉克利特认为：火是万物的本原；德谟克利特则宣称：世界万物都是由不可分割的颗粒(原子)和虚空所组成。我国古代的“五行说”认为，宇宙万物皆由金、木、水、火、土构成；“元气说”则认为，客观的元气是构成宇宙万物的本原。 粒子物理学中的“标准模型”理论，经受了相当成功的实验检验，被认为是迄今为止最有效的一个唯象理论，但是这个理论仍然存在着许多基本的疑难问题有待解决。诸如希格斯粒子的存在和本质，粒子质量的来源，夸克和轻子更深层次的特征标度，标准模型更深层次上的基本规律等，都是今后主要的研究领域。寻找超出标准模型的新理论，将成为高能物理近期探索的一个重要任务核物理研究一开始，就面临着一个重要的问题，这就是核子间相互作用的性质。人们注意到，大多数原子核是稳定的，而通过对不稳定原子核的γ衰变、β衰变和α衰变的研究发现，原子核的核子之间必然存在着比电磁作用强得多的短程、且具有饱和性的吸引力。此外，大量实验还证明，质子-质子、质子-中子、中子-中子之间的相互作用，除了电磁力不同外，其它完全相同，这就是核力的电荷无关性。1935年，汤川秀树（YukawaHideki1907～1981）提出，核子间相互作用是通过交换一种没有质量的介子实现的。1947年，π介子被发现，其性质恰好符合汤川的理论预言。 介子交换理论认为，单个π介子交换产生核子间的长程吸引作用（≥3×10-13cm），双π介子交换产生饱和中程吸引作用（1～3×10-13cm），而ρ、ω分子交换产生短程排斥作用（＜1×10-13cm），π介子的自旋为零，称为标量介子，ρ、ω介子的自旋为1，称为矢量介子，它们的静止质量不为零，这确保了核力的短程性，而矢量介子的非标量性又保证了核力的自旋相关性。核力性质及核组成成分的研究，为进一步揭示原子核的结构创造了条件。 在早期的原子核模型中，较有影响的有玻尔的液滴模型、费密气体模型、巴特勒特和埃尔萨斯的独立粒子模型以及迈耶和詹森的独立粒子核壳层模型。其中最成功的是独立粒子核壳层模型。 在1948～1949年间，迈耶（Mayer，MariaGoeppert1906～1972）通过分析各种实验数据，重新确定了一组幻数，即2、8、20、28、50和82。确定这些幻数的根据是：①原子核是这些幻数的化学元素相对丰度较大；②幻核的快中子和热中子的截面特别小；③幻核的电四极矩特别小；④裂变产物主要是幻核附近的原子核；⑤原子的结合能在幻核附近发生突变；⑥幻核相对α衰变特别稳定； ⑦β衰变所释放的能量在幻核附近发生突变。在费密的启发下，迈耶在平均场中引入强的自旋-轨道耦合力，利用该力引起的能级分裂成功地解释了全部幻数的存在。接着，詹森（Jensen，Johannes Hans Daniel1907～1973）也独立地得到了相同的结果。在迈耶与詹森合著的《原子核壳层基本原理》一书中，他们利用核壳层模型成功地解释了原子核的幻数、自旋、宇称、磁矩、β衰变和同质异能素岛等实验事实。由于原子核壳层结构模型所获得的成功，及其在核物理研究中的重要作用，迈耶和詹森共同获得1963年诺贝尔物理学奖。 核壳层模型是在大量的关于核性质、核谱以及核反应实验数据综合分析的基础上提出的，它对原

核物理与粒子物理导论教学大纲

《核物理和粒子物理导论》课程教学大纲 一、课程基本信息 1、课程代码：PH337 2、课程名称（中文）：核物理与粒子物理导论 课程名称（英文）：An Introduction to Nuclear and Particle Physics 3、学时/学分：48/3 4、先修课程：基础力学、电磁学、高等数学、数学物理方法、原子物理学 5、面向对象：物理系三年级或同等基础各专业学生 6、开课院（系）、教研室：物理与天文系粒子与核物理研究所 7、教材、教学参考书： 教材： 低能及中高能原子核物理学，程檀生钟毓澍编著，北京大学出版社，1997。参考书： a.Das and T. Ferbel, Introduction to Nuclear and Particle Physics (2nd Edition), (World Scientific, New Jersey, 2003) b.Particle Physics, by Nai-Sen Zhang (Science Press, 1986) (《粒子物理学》，章 乃森著，科学出版社，1986) 二、课程性质和任务 本课程教学目的是使学生掌握核物理与粒子物理的基本概念，了解核物理与粒子物理的一些最新发展动向。本课程属专业选修课程，适用物理系三年级或以上各专业学生。在整个课程讲解之中，强调基本的物理概念，并将随时插入目前国际上相关领域的研究进展和前沿问题，以使学生通过本课程的学习，对核物理与粒子物理相关的研究领域现状有一个了解。 三、教学内容和基本要求 第一章：概述 1）物质的结构层次 2）核物理与粒子物理的发展简史 3）自然单位 第二章：原子核的基本性质 1）综述

金钯核壳结构纳米结构制备

N,N-B i s(2-hydroxyethy l)-2-am i noethanesu lf on i c Ac i d-ass i sted L i qu i d-phase Growth o f Au@Pd Core-She ll Nanopart i c l es w i th H i gh Cata l yt i c Act i v i ty We i Zhang,Hu i p i ng Zhao,Zhong Lu,Fengx i Chen,*and Rong Chen* Schoo l o f Chem i stry and Env i ronmenta l Eng i neer i ng,Wuhan Inst i tute o f Techno l ogy,Wuhan430073,P.R.Ch i na (E-ma il:rchenhku@w i https://www.wendangku.net/doc/7d2143665.html,,f xchen@w i https://www.wendangku.net/doc/7d2143665.html,) Au@Pd core-she ll nanopart i c l es were success f u ll y synthes i zed v i a sequent i a l reduct i on o f Au(III)and Pd(II)sa l ts w i th BES at room temperature.The Au@Pd nanopart i c l es exh i b i ted s i gn i?cant l y h i gher cata l yt i c act i v i ty f or var i ous Suzuk i react i ons than monometa lli c Pd or Au nanopart i c l es.S i ze-dependent cata l yt i c act i v i ty was a l so observed,i.e., the Au@Pd nanopart i c l es o f<10nm showed h i gher act i v i ty. REPRINTED FROM Vol.44No.102015p.1371–1373 CMLTAG October5,2015 The Chemical Society of Japan

核壳结构纳米复合材料的研究进展

3国家自然科学基金项目(50471061)　张小塔:男,硕士生,从事纳米材料制备研究　Tel :0272872543840　E 2mail :zhangxiaota2004@https://www.wendangku.net/doc/7d2143665.html, 宋武林:通信作者,教授,博导,从事纳米材料制备及应用、材料表面改性等方面研究　E 2mail :wulins @https://www.wendangku.net/doc/7d2143665.html, 核壳结构纳米复合材料的研究进展3 张小塔,宋武林,胡木林,谢长生,郭连贵 (华中科技大学材料科学与工程学院模具技术国家重点实验室,武汉430074) 摘要 纳米粒子由于具有大量的潜在应用,近年来已引起人们极大的关注。通过制备具有核壳结构的纳米复合材料可以使其获得更多特殊的性质。综述了最近几年制备壳核结构纳米粒子的方法,根据其核、壳的不同材料分了4类,并对其中某些方法进行了比较,同时指出了目前该领域的应用前景、存在的不足和今后的研究发展方向。 关键词 核壳结构　纳米复合材料　研究进展 R esearch and Development of Core 2shell N anocomposites ZHAN G Xiaota ,SON G Wulin ,HU Mulin ,XIE Changsheng ,GUO Liangui (State Key Lab of Die &Mould Technology ,Huazhong University of Science and Technology ,Wuhan 430074) Abstract Nanoparticles have received much attention because of their potential applications.By preparing core 2shell nanocomposites ,many special properties can be obtained.In this paper ,the preparations of several kinds of core 2shell nanoparticles are reviewed ,of which they are divided into four types according to the materials of cores and shells ,and several kinds of fabrication methods are compared here.At the same time ,the application prospect in this field ,the deficiencies at present and the research direction in the future are also indicated. K ey w ords core 2shell structure ,nanocomposites ,research progress 　 0　引言 设计和可控构筑具有核壳结构的纳米复合材料是最近几年材料科学前沿的一个日益重要的研究领域[1]。这类材料作为构筑新颖功能化材料之所以受到研究者的青睐是因为它们具有许多独特的性质,例如:单分散性、核壳的可操作性、稳定性、可调 控性、自组装和涉及光、电、磁、催化、化学和生物反应的能力。因此通过合理的设计实验条件可以在很大程度上对复合纳米材料的许多性质加以调控。核壳纳米材料主要包括无机2有机、无机2无机、有机2有机和有机2无机等几个类型。本文主要综述核壳结构复合纳米材料的最新研究进展。 1　核壳结构纳米复合粒子的研究进展 很多情况下,通常采用超声化学法和种子生长法在核的表面直接沉积壳层的物质得到核壳结构。但是这种方法需要考虑 核和壳物质之间的相关性质,比如说晶格匹配等问题。 在不能直接包覆的情况下,有两条比较经典的途径:(1)通过耦合剂的作用,即通过某种物质的化学键把核和壳连接起来;(2)通过LBL (layer 2by 2layer )技术,即用不同电荷的材料交替包覆上去,一般的是先沉淀一层负电荷材料,然后再包覆带正电荷的材料[2]。第二种方法的最大优点是层与层之间的作用通过正负电荷的作用来实现,相对于第一种方法对材料本身没有太高的要求,缺点则是多步骤的作用可能使一些小球没有被包覆进去,且静电之间的作用力比较弱。 1.1　无机2无机核壳结构纳米复合粒子 覆盖的无机物层通常是二氧化硅、金属硫化物、二氧化钛、 氧化锆和一些贵金属。例如,Ohmori 等[3] 优化了覆盖条件,利用正硅酸乙酯(TEOS )在22丙醇溶液中的水解得到了二氧化硅覆盖的锭子状α2Fe 2O 3粒子。适当地控制TEOS 水解条件就可以得到粒径分布相当均匀的二氧化硅覆盖的α2Fe 2O 3粒子。 Trindade 等[4]则利用沉积的方法制备了硫化铬覆盖的二氧化硅 粒子。他们首先利用St ber 方法得到单分散的二氧化硅纳米粒子,然后加入铬的配合物并且在氮气保护下回流一定时间,从而得到硫化铬覆盖的二氧化硅粒子。 Yang 等[5]则用氧化SiCl 4的方法在Sn 的表面制得了SiO 2 壳层。不过,得到的颗粒形状比较奇特,有长方体的、立方体的、球形的,还有不规则的。有人用类似的方法由TiCl 4制备TiO 2来包覆SiO 2小球,实践证明这种途径是不可行的,得到的是包裹不完全的核壳结构,且不规则。反过来,在SiO 2小球外包覆一层Au 是可行的。SiO 2小球表面先用A PS 进行改性,再吸附一层Au 胶粒,然后以Au 胶粒为核,在K 2CO 3、氨水存在的条件下还原HAuCl 4,最后在SiO 2小球表面长出一层金壳[6]。 核壳结构的双金属纳米粒子(尤其是贵金属如Au 、Ag 、Pt 、Ru 等)也受到人们越来越多的关注。Au 2Pt 或Pt 2Au 纳米粒子在催化方面表现优异而受到普遍关注。在制备出Au 和Pt 纳米粒子后,可以直接把壳层物质Pt 和Au 还原沉积到核上去[7]。Pt 沉积到Au 核上是各向同性的,而且这个过程是由动力学控制的。Pt 层的生长受到Pt 先驱体浓度与Pt 的摩尔质量 ? 902?核壳结构纳米复合材料的研究进展/张小塔等

核壳材料

核壳材料的合成与制备 材料研10 孔祥朝 摘要：本文本文通过对文献资料的查阅，介绍了核壳材料的定义，性能，应用和制备方法。核壳材料融合了材料各组分本身的优点，展示了优于各组分的优异性能；并且由于其固有的核壳结构而使其性能的可控性强，因而在众多领域有着广阔的应用前景，已经成为纳米材料科学研究的重要组成部分。 关键词：核壳，模板 核壳材料一般由中心的核以及包覆在外部的壳组成。核壳部分材料可以是高分子、无机物和金属等。随着核壳材料的不断发展，其定义变得更加广泛。对于核与壳由两种不同物质通过物理或化学作用相互连接的材料，都可称为核壳材料。广义的核壳(core-shell)材料不仅包括由相同或不同物质组成的具有核壳结构的复合材料，也包括空心球（hollow spheres）、微胶囊（microcapsules）等材料。核壳材料外貌一般为球形粒子，也可以是其它形状。包覆式复合材料由中心粒子和包覆层组成，按包覆层的形态可以分为层包覆和粒子包覆，粒子包覆又可分为沉积型和嵌入型两种，如图1.1所示。 图1.1包覆式复合粒子形态(a)层包覆型;(b)粒子包覆沉积型;(c)粒子包覆嵌入型 包覆在粒子外部的壳可以改变核材料的表面性质，并赋予粒子光、电、磁、催化等特性，如改变粒子表面电荷、赋予粒子功能性、增强表面反应活性、提高粒子稳定性并防止核与外部介质发生物理或化学作用等。首先，核壳材料对应于材料核层与壳层单层材料的核层和壳层性质，可以调节核壳物质种类来控制复合材料总的性质。其次，由于核壳材料性质与核层、壳层层厚有关，控制制备工艺进而控制核层、壳层厚度可以调节核壳材料的性质。再次，核壳纳米复合材料由

核壳结构微纳米材料应用技术

核壳结构微纳米材料应用技术 姓名：王冰 2012年 5月 摘要 纳米科学被认为是21世纪头等重要的科学领域，它所研究的是人类过去从

为涉及的非宏观、非围观的中间领域，使人们改造自然的能力延伸到分子、原子水平，标志这人类的科学技术进入了一个新的时代。纳米结构由于既有纳米微粒的特性如量子效应、小尺寸效应、表面效应等优点，又存在由纳米结构组合引起的新效应，如量子耦合效应和协同效应等，而且纳米结构体系很容易通过外场（电、磁、光）实现对其性能的控制。核壳型纳米微粒由于表面覆盖有与核物质不同性质纳米粒子，因此表面活性中心被适当的壳所改变，常表现出不同于模板核的性能，如不同的表面化学组成、稳定性的增加、较高的比表面积等，这些粒子被人为设计和可控制备以满足特定的要求。 关键词：纳米核壳纳米材料的应用 1核壳型纳米粒子的定义及分类 1.1 核壳型纳米粒子定义 核壳型纳米粒子是以一个尺寸在微米至纳米级的球形颗粒为核，在其表面包覆数层均匀纳米薄膜而形成的一种复合多相结构，核与壳之间通过物理或化学作用相互连接。广义的核壳材料不仅包括由相同或不同物质组成的具有核壳结构的复合材料，还包括空球、微胶囊等材料。 核壳型复合微球集无机、有机、纳米粒子的诸多特异性质与一体，并可通过控制核壳的厚度等实现复合性能的调控。通过对核壳结构、尺寸剪裁，可调控它们的磁学、光学、电学、催化等性质，因而有诸多不同于单组分胶体粒子的性质。他在材料学、化学组装、药物输送等领域具有极大的潜在应用价值。 1.2 核壳型纳米粒子分类 (1)无机—无机核壳结构微纳米材料:核壳均为无机材料的复合微纳米材料。 (2)无机—有机核壳结构微纳米材料:核为有机材料，壳为无机材料的复合微纳米材料。 (3)有机—无机核壳结构微纳米材料：核为无机材料，壳为有机材料的复合微纳米材料。 (4)有机—有机核壳结构微纳米材料：核壳均为有机材料的复合微纳米材料。 (5)复杂核壳结构微纳米材料：具有多层核壳结构，核壳多分分分别为有机或者无机材料。 2 核壳结构微纳米材料形成机理 目前核壳型复合微球的形成机理主要有化学键作用、库伦力静电引力作用、吸附层媒介作用机理、过度饱和机理等。颗粒表面的包覆，无论是有机还是无机，一般均认为由以上4种机理形成，也可能几种机理同时存在。 3 有机—有机核壳结构微纳米材料制备 有机—有机核壳结构复合材料分为微球和微囊，微球和微囊因其特殊尺寸和特殊结构在许多重要领域起到了特殊而关键的作用。微球的主要功能有以下几个方面：（1）微存储器。（2）微反应器。（3）微分离器。（4）微结构单元。 3.1乳液聚合法 3.1.1乳液聚合机理 （1）胶束成核机理：引发剂分解，自由基进入胶束引发聚合反应，场所在胶束

壳寡糖_氨基葡萄糖非酶褐变研究进展_步芬

壳寡糖/氨基葡萄糖非酶褐变研究进展 步芬1，李博1，徐光富2，王岁楼1* 1. 中国药科大学食品科学与安全系（南京 210009）； 2. 中国药科大学理学院（南京 210009） 摘要壳寡糖和氨基葡萄糖在功能性食品和医药领域应用广泛, 但不当的生产工艺会引起非酶褐变, 严重影响产品外观及其生物活性。研究对壳寡糖及氨基葡萄糖非酶褐变程度表征、非酶褐变机理、影响因素、非酶褐变抑制进行了综述。褐变降解途径主要有羰氨反应, 反醇醛缩合, 分子间脱水和烯醇化反应; 壳寡糖和氨基葡萄糖非酶褐变主要受温度, pH, 加热时间的影响; NaBH4, NaHSO3等还原剂能够有效抑制壳寡糖和氨基葡萄糖非酶褐变。 关键词壳寡糖; 氨基葡萄糖; 非酶褐变 The Research on Progress of Nonenzymic Browning of Chitooligomers and Glucosamine Bu Fen1, Li Bo1, Xu Guang-fu2, Wang Sui-lou1* 1. Department of Food Science and Safety, China Pharmaceutical University (Nanjing 210009); 2. College of Basic Science, China Pharmaceutical University (Nanjing 210009) Abstract Chitooligomers and glucosamine have broad application in health food and medical domain. However, improper manufacture technology could lead to nonenzymic browning. Nonenzymic browning severely affected the appearance and bioactivity. The research progress of chitooligomers and glucosamine on degree of nonenzymic browning, mechanism, in? uencing factors, and inhibition of browning are reviewed in this study. The degradation pro? le of chitooligomers and glucosamine mainly includes aminocarbonyl reaction, retro-aldol condensation, dehydration and enolization; Nonenzymic browning are mainly affected by temperature, pH and heating time; NaBH 4, NaHSO 3 can effectively inhibit the nonenzymic browning of chitooligomers and glucosamine. Keywords chitooligomers; glucosamine; nonenzymic browning 壳寡糖是氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖β-1,4糖苷键连接的聚合度小于20的壳聚糖，通常由甲壳类动物外壳中的甲壳素脱乙酰化后得到[1]，壳寡糖完全水解后即得氨基葡萄糖。壳寡糖和氨基葡萄糖水溶性良好、无毒[2]，具有丰富的生物活性，在功能性食品及医药领域有着广泛的应用。壳寡糖能增殖双歧杆菌、乳酸菌等人体有益菌群[3]，促进矿物质的吸收，对降血糖、降血脂、降血压、保护肝功能等有辅助治疗作用[4]。同时，壳寡糖有抗癌、免疫增强作用[5]、抑菌活性[6]、神经保护[7]、增强肠通透大分子亲水复合物[8]、促进神经元分化及轴突的外向生长[9]等，还可以弱化过氧化氢介导的内皮细胞损伤[10]。氨基葡萄糖则具有抗菌、抗癌[11]、治疗关节炎和刺激蛋白多糖合成等功能[12]，还可诱导K562细胞向巨噬细胞方向分化[13]。 导期和晶核生成速率的添加剂至关重要。添加剂的加入，影响了形成的碳酸钙晶体的形状。添加不同的添加剂对碳酸钙晶体形状的影响不一样，但都没有改变碳酸钙晶体的类型。 参考文献： [1] Peter G, Koustoukos. Precipitation of Calcium Carbonate in Aqueous Solutions[J]. Chem Soc Faraday Trans I, 1984, 80: 1181-1192. [2] 程伶. 天然钙及其在加工食品中的应用[J]. 四川粮油科技, 1997, 2: 41-43. [3] 陈维钧, 许斯欣, 沈参秋, 等. 蔗汁清净[M]. 北京: 中国轻 工业出版社, 2001: 136-146. [4] 司合芸, 李记明. 葡萄酒化学降酸方法的研究[J]. 食品工 业科技, 2000, 21(5): 11-13. [5] Francisco Espínola, Manuel Moya, Diego G. Fernández. Improved extraction of virgin olive oil using calcium carbonate as coadjuvant extractant[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 92: 112-118. [6] 姜鲁华, 杜芳林. 纳米碳酸钙的制备及应用进展[J]. 中国 粉体技术, 2002, 8(2): 28. [7] Nielsen A E. Kinetics of Precipitation[M]. London: Perganoon Press, 1964: 1-19. [8] 李广兵, 方健, 徐敬, 等. 水垢成垢诱导期机理研究[J]. 同 济大学学报, 2000, 28(5): 555-559. [9] 姚允斌. 物理化学手册[M]. 上海:上海科学技术出版社, 1985: 1-23. 181

第十七章--原子核物理和粒子物理简介

习题十七 17-1 按照原子核的质子一中子模型，组成原子核X A Z 的质子数和中子数各是多少？核内共有多少个核子？这种原子核的质量数和电荷数各是多少？ 答：组成原子核X A Z 的质子数是Z ，中子数是Z A -．核内共有A 个核子．原子核的质量数是A ，核电荷数是Z ． 17-2 原子核的体积与质量数之间有何关系？这关系说明什么？ 答：实验表明，把原子核看成球体，其半径R 与质量数A 的关系为3 10A R R =，说明原子核的体积与质量数A 成正比关系．这一关系说明一切原子核中核物质的密度是一个常数．即单位体积内核子数近似相等，并由此推知核的平均结合能相等．结合能正比于核子数，就表明核力是短程力．如果核力象库仑力那样，按照静电能的公式，结合能与核子数A 的平方成正比，而不是与A 成正比． 17-3 什么叫原子核的质量亏损？如果原子核X A Z 的质量亏损是m ?，其平均结合能是多少？ 解：原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和，它们的差额称为原子核的质量亏损．设 原子核的质量为x M ，原子核X A Z 的质量亏损为:x n p M m Z A Zm m --+=?])([ 平均结合能为 A mc A E E 2 0ΔΔ== 17-4 已知 Th 232 90 的原子质量为u 232.03821，计算其原子核的平均结合能. 解：结合能为MeV 5.931])([ΔH ?--+=M m Z A Zm E n Th 23290 原子u M 03821.232=,90=Z ,232=A ,氢原子质量u m 007825.1H =， u m n 008665.1= MeV 1.766.56MeV 5.931]03821.232008665.1)90232(007825.190[Δ=?-?-+?=∴E ∴平均结合能为 MeV 614.7232 56 .1766Δ0=== A E E 17-5什么叫核磁矩？什么叫核磁子（N μ）？核磁子N μ和玻尔磁子 B μ有何相似之处？有何区别？质子的磁矩等于多少核磁子？平常用来衡量核磁矩大小的核磁矩I μ'的物理意义是什么？它和核的g 因子、核自旋量子数的关系是什么？ 解：原子核自旋运动的磁矩叫核磁矩，核磁子是原子核磁矩的单位，定义为： 227m A 10.05.51 .18361 π4??=== -B p N m eh μμ

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及应用 摘要：核壳结构纳米复合材料由于独特的物理、化学特性和广泛的应用前景，近年来成为研究的热点。本文系统地综述了核壳结构纳米复合材料的类型，针对应用方向总结了核壳结构纳米复合材料的研究现状。系统地归纳了核壳结构纳米复合材料在光学、催化、医药与生物、光子晶体、超疏水涂层等方面的应用，评述了其特点和发展的方向，并对其应用前景进行了展望。 关键词：核壳结构；纳米复合材料；超疏水涂层 1. 引言 目前人类正在享受迅速发展的科技所带来的舒适和方便,也品尝着盲目和短视造成的生存环境不断恶化的苦果。因而开发高效、低能耗、适用范围广和有深度氧化能力的化学污染物清除技术一直是环保技术追求的目标。纳米光催化技术是从20世纪70年代逐步发展起来的一门新兴环保技术，是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术。 光催化现象是20世纪70年代Fijishima和Honda等[1]人在研究水在二氧化钛电极上的光致分解时发现的，他们借鉴植物的光合作用原理设计了一个太阳光伏打电池，即在水中插人一个n型半导体二氧化钛电极和一个铂黑电极，当用波长低于415 nm的光照射氧化钛电极时，发现在二氧化钛电极上有氧气放出，在铂电极上有氢气放出。产生此现象的原因在于，光照使半导体二氧化钛阳极产生具有极高氧化还原能力的电子-空穴对。在上述的光致半导体分解水的过程中，半导体作为一种媒介在反应前后是不变化的，但借助它却把光能转化成了化学反应的推动力。在这种意义上，半导体与催化反应中催化材料起的作用相似。随后的大量研究发现：不用外电路直接将沉积有金属铂的二氧化钛悬浮于水中，在光照下它也能使水分解。光催化正是在这个概念和方法基础上发展起来的。 随着纳米技术的发展，核壳结构纳米复合材料成为复合材料、纳米材料等领域研究的热点。核壳结构的纳米复合材料（CSNC）一般由中心的核以及包覆在外部的壳组成，CSNC中的内核与外壳之间通过物理、化学作用相互连接。广义的核壳结构不仅包括由不同物质组成的具有核壳结构的纳米复合材料，还包括中空微球、微胶囊等纳米复合材料。由于CSNC具有许多独特的物理和化学特性，在超疏水表面涂层、材料学、化学、磁学、电学、光学、生物医学、催化等领域都具有潜在的应用价值。 本文依据材料性能对CSNC的研究进展进行了总结，本文的目的不在于将全部文献进行回顾，而是针对应用方向对一些文献进行评述。目的在于指出应用方向、研究进展和存在的问题，以期为研究CSNC提供一些研究思路。 图1 核壳结构结构纳米复合为求及中控为求的结构示意图：(a)经典核壳结构；(b)空心球； (c)海胆型结构；(d)胶囊型结构