具有核壳结构的金属有机框架纳米材料的研究进展

多组分无机纳米粒子(NPs)和金属有机框架(MOFs)的可控一体化,正在引领着多种新型多功能材料的形成.具有核壳结构的金属有机框架纳米粒子(NP@MOF),综合了多组分无机纳米粒子和金属有机框架(MOFs)协同性质,NP@MOF材料的突出优点是:它的组成具有无限选择性、壳上孔径具有可调性、核壳具有多功能性,这种突出的独特功能使得人们争相洞察其未来发展.主要综述了具有核壳结构的多组分金属有机框架纳米粒子的制备方法和研究进展,最后介绍了其在多相催化、气体存储等方面的应用.     

中空银纳米球的制备及其性能研究

新型的金属纳米粒子因为独特的由表面等离子体共振诱导(SPR)的光学性质和很多的潜在应用而受到社会广泛的关注。在具有SPR效应的贵金属纳米粒子中,中空纳米结构有一个很高的散射系数,其共振频率通过改变中空核的尺寸和壳的厚度可以很容易地被控制。本论文中拟采用电化学方法结合电偶置换法在高定向热解石墨(HOPG)及金膜表面制备不同尺寸具有中空结构的银纳米阵列,研究了中空银纳米阵列的局域表面等离子效应(L-SPR),为其在SPR定性和定量研究中的应用提供理论指导。     

壳聚糖/PEI凝胶模板法制备Au/SiO_2复合纳米粒子

采用反相微乳液法,以壳聚糖/PEI复合水凝胶作为模板成功制备了核壳型Au/SiO2复合纳米粒子.利用透射电镜、紫外可见吸收光谱以及原子吸收光谱对该复合纳米粒子进行了表征和研究.结果表明:该复合纳米粒子呈现球状并为核壳结构,粒径约为70nm,核和壳的厚度分别约为25nm和45nm,金纳米粒子在该复合纳米粒子的核部分呈现不连续状态,这种状态能够提供较大的比表面积.同时研究了该复合纳米粒子的催化活性,并发现其具有较好的催化活性.     

ZnFe2O4@SiO2纳米核壳结构的合成及磁性随退火温度的演化

采用水热法合成了直径为10~15 nm的ZnFe2O4磁性纳米颗粒,将ZnFe2O4磁性纳米粒子添加到TEOS中,水解后得到ZnFe2O4@SiO2核壳结构的纳米复合材料,TEM图像证实了复合材料具有直径约为20 nm的核壳结构.制备出的ZnFe2O4磁性纳米粒子和ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料都表现出了顺磁性,温度低于800 ℃时ZnFe2O4磁性纳米粒子仍然具有顺磁性,温度高达580 ℃时ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料还是显示出了超顺磁性,这意味着ZnFe2O4和ZnFe2O4@SiO2磁性纳米粒子具有良好的磁稳定性.由于SiO2壳具有很好的亲水性和抗酸性,ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料未来可应用于磁疗法治疗癌症.     

ZnFe_2O_4@SiO_2纳米核壳结构的合成及磁性随退火温度的演化（英文）

采用水热法合成了直径为10~15nm的ZnFe_2O_4磁性纳米颗粒,将ZnFe_2O_4磁性纳米粒子添加到TEOS中,水解后得到ZnFe_2O_4@SiO2核壳结构的纳米复合材料,TEM图像证实了复合材料具有直径约为20nm的核壳结构.制备出的ZnFe_2O_4磁性纳米粒子和ZnFe_2O_4@SiO2核壳结构纳米复合材料都表现出了顺磁性,温度低于800℃时ZnFe_2O_4磁性纳米粒子仍然具有顺磁性,温度高达580℃时ZnFe_2O_4@SiO2核壳结构纳米复合材料还是显示出了超顺磁性,这意味着ZnFe_2O_4和ZnFe_2O_4@SiO2磁性纳米粒子具有良好的磁稳定性.由于SiO2壳具有很好的亲水性和抗酸性,ZnFe_2O_4@SiO2核壳结构纳米复合材料未来可应用于磁疗法治疗癌症.     

Cd类核壳型纳米粒子的制备及表征

以巯基乙酸为稳定剂,在水溶液中合成CdSe和CdTe及CdSexTe1-x核纳米粒子,用ZnS纳米粒子包覆核纳米粒子,制备出水溶性CdSe/ZnS和CdTe/ZnS及CdSexTe1-x/ZnS核壳型纳米粒子.用荧光光谱、高倍透射电镜等技术对核纳米粒子及核壳纳米粒子进行表征,以荧光光谱研究了时间、稳定剂用量等因素对核壳型纳米粒子光谱特性的影响.     

(Ba,Sr)TiO_3/Mg_xZn_(1-x)O核-壳复合陶瓷的制备及表征

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.通过纳米复合技术(如制备核壳结构的纳米粒子)可以使其获得更多的特殊性质.以氢氧化钡、氢氧化锶、钛酸丁酯为主要原料,采用化学溶液法,在80℃左右的温度下制备了钛酸锶钡纳米晶.硝酸镁和硝酸锌的混合溶液同钛酸锶钡混合并超声搅拌,在室温下制备了具有核壳结构的(Ba,Sr)Ti O3/MgxZn1-xO(BST/MZO)纳米晶.x射线衍射(xRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)确定所制备样品为纯钙钛矿结构,透射电镜(TEM)表明产品的形貌是核壳结构小球,电子衍射图案进一步证实核和壳均是由十几个到几十个纳米的(Ba,Sr)Ti O3/MgxZn1-xO纳米晶组成的聚集体.采用常规的陶瓷制备技术获得具有核壳结构复合陶瓷,其介电性能明显改善.研究结果表明具有核壳结构的(Ba,Sr)Ti O3/MgxZn1-xO适合作为微波介电材料.     

（γ-Fe_2O_3@SiO_2）_n@TiO_2核壳复合纳米粒子的性能研究

本文通过简单的方法合成（γ-Fe2O3@SiO2）n@TiO2核壳结构的复合纳米粒子,这种复合纳米粒子是由被硅氧化物包裹的γ-Fe2O3作为磁芯,外层是TiO2壳,形成直径为100nm的球状粒子。把这种复合纳米粒子放入亚甲蓝溶液中,用紫外光进行光分解试验其光催化能力已接近于纯TiO2。当γ-Fe2O3磁芯粒径约10nm时此种核壳复合纳米粒子显示出超顺磁性,超顺磁性的核壳复合纳米粒子可完全解除磁团聚。这就使得在实际应用中以往难以解决的TiO2的分离与回收问题迎刃而解,也使得TiO2功能材料在光催化领域与生物技术领域得到更加广泛的应用。     

核壳型Ni-Pt纳米微粒的氧还原电催化性能

应用化学还原两步法制备了壳层厚度不同的Ni-Pt核壳型纳米粒子,并用XRD,XPS,TEM,SEM技术表征了微粒的表面元素组成和物理结构,用动电位扫描法考察了该纳米粒子对氧还原反应的电催化活性。实验结果表明,合成的Ni-Pt微粒为球形核壳结构纳米粒子,外直径平均值约30 nm,Ni核直径约17 nm,Pt壳层厚度约8 nm;核壳Ni-Pt/C相对Pt/C具有更高的电催化氧还原活性和抗甲醇性,电催化氧还原活性和抗甲醇能力随Pt壳层厚度改变有明显变化,变化的规律呈火山形,核壳Ni-Pt/C催化性能随Pt壳层厚度改变的机理符合"d电子调变效应"机理。     

Au@Ag核壳纳米粒子的合成及其催化性能研究

采用柠檬酸钠法合成了Au@Ag核壳纳米粒子并对其进行表征,同时采用紫外光谱跟踪测试考察其对对硝基苯酚还原的催化性能以及影响催化还原反应速率的因素.结果表明,该核壳纳米粒子对硼氢化钠还原对硝基苯酚具有较好的催化活性,反应受催化剂用量、氧化剂性质和催化剂性质等因素的影响,带正电荷的硝基化合物比带负电荷的硝基化合物具有更高的催化活性;在一定范围内,催化剂用量越大,反应速率越大;纳米粒子的粒径越小,反应速率越大.     

贵金属纳米粒子的制备、结构和应用

贵金属纳米粒子因其特有的光学以及化学和催化性能，正引起科技界越来越浓厚的兴趣。通常这些特性决定于这些金属粒子的粒径和形态。由于非球形粒子比各向同性的球形粒子具有更优越的性能，它们已经成为研究的焦点，人们正在努力寻找粒子形状如何影响粒子理化性能的答案。贵金属纳米粒子的形状可控合成技术已经取得了明显进展。本文就贵金属纳米粒子的形状可控合成及其应用研究的当前进展进行综合评述。     

核壳型Ru@Pt在甲醇电催化氧化反应中的电子效应研究

通过两步化学还原法合成了不同壳层厚度的核壳型Ru@Pt纳米粒子,采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDS)等手段对粒子的晶体结构、表面元素、微观形貌及组成进行物理表征;应用循环伏安法和交流阻抗法对电催化氧化甲醇的催化性能进行电化学测试。结果显示,制备的Ru@Pt纳米粒子直径约为2~4nm,为核壳型结构;不同Ru@Pt样品氢的脱附峰随n(Pt)∶n(Ru)比值的增大呈现先增加后减小的"山形"趋势,其中n(Pt)∶n(Ru)=0.5∶1样品的脱附峰值最高;由于核层Ru对Pt壳层产生电子效应,使核壳型纳米粒子电化学活性面积增大,且电子效应越强活性比表面积越大;随着纳米粒子电子效应的增强,其比质量活性增大,甲醇反应过程的阻抗降低。     

Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子制备及其超级电容器电极特性

以甲烷作为碳源气体,块体锰作为原料,采用一种简单的直流电弧等离子体法成功制备了Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子,用于高性能超级电容器的电极材料.所制备的Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子平均直径为30~35nm.拉曼光谱结果显示石墨碳壳具有良好的导电性.通过循环伏安、恒电流充放电及电化学交流阻抗谱对Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料进行电化学性能分析,结果表明其具有高比电容、快速充放电等优异的电化学性能.在扫描速率为1mV/s时,比电容最高可达185.8F/g.同时具有良好的循环稳定性,在100mV/s扫描速率下1 000次循环伏安测试后,比电容仍保持为最初的88%,与单纯Mn_7C_3(79%)相比,有明显提高.Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料优异的电化学性能归因于其良好的核壳结构,富缺陷碳层具有良好的导电性,有助于离子的传输和结构的稳定,而内核Mn_7C_3主要产生赝电容,在C和Mn_7C_3的协同作用下产生双电层和赝电容双模式储能机制.     

填充银纳米线自修复型导电胶

采用乳液聚合法制备了壳为聚苯乙烯,核为分散有银纳米线的聚硫醇与二乙基苯胺(DMBA)的混合物的核壳结构纳米粒子.将这些纳米粒子分散在填充有银纳米线的各项同性导电胶(ICA)胶体中,在外界作用力下,这些纳米核壳结构粒子自动破裂,聚硫醇与DMBA的混合物与胶体中过量的环氧基团快速反应,自动修复受外力破坏产生的胶体微裂纹,同时核壳结构粒子中的银纳米线均匀分散在修复处,起到对导电网络的修复作用.研究了核壳结构粒子的填充量对导电胶力学及电学修复效果的影响.并对修复机理进行了阐述.     

SiO_2-含氟丙烯酸酯核壳纳米复合乳胶粒子的制备和表征

以纳米SiO2水溶胶为种子,通过种子乳液聚合法合成了壳中含氟的SiO2-含氟丙烯酸酯核壳纳米复合乳胶粒子.通过透射电镜及动态光散射法证实了该乳胶粒子的微观核壳结构,并且该乳液的粒径分布窄,乳胶粒子大小均匀.另外,利用红外光谱及表面光电子能谱分析了乳胶粒子的化学结构,结果证明含氟丙烯酸酯单体能够通过种子乳液聚合方法引入到核壳结构乳胶粒子中.     

(AgCl)核*(Ag)壳纳米粒子的光化学制备及其光谱特性研究

用草酸钠作光还原剂,采用可见光或紫外光可制得蓝色黑色的（AgCl)核．Ag壳纳米粒子,其最大吸收波长为325nm,在470nm处有最强共振散射峰,采用紫外－可见光光度法和共振散射光谱法研究了各结制备蓝黑色（AgCl)核（Ag)壳纳米粒子的影响。     

一种新型T1-T2双模磁共振造影剂的制备及性能研究

研究了Fe_3O_4@SiO_2@Gd_2O(CO_3)_2核/壳/壳磁性纳米粒子,作为一种新型的T1-T2双模磁共振成像造影剂.并对这种纳米粒子的细胞活性进行了体外细胞毒性试验(MTT).结果显示其具有良好的生物相容性,有望成为一种新型双模磁共振造影剂.     

FeNi/SiO2核 - 壳纳米球的制备及磁学性质

利用共沉淀结合氢气还原法制备球形核 - 壳结构的γ - FeNi/SiO2纳米复合材料.用X射线衍射(XRD)确定样品的相组成,用透射电子显微镜(TEM)观察样品的形貌,用振动样品磁强计(VSM)测定样品的磁性能.结果表明:pH值是影响核 - 壳纳米结构形貌的重要因素;pH值为9左右且还原温度为700 ℃,制备出的纳米粒子具有近似的球形核 - 壳结构:纳米颗粒是以γ - FeNi合金为核心,其平均粒径大约为80 nm,外面包覆非晶SiO2壳层的核 - 壳结构;随着SiO2质量分数增加,样品的饱和磁化强度明显下降.随着还原温度升高,纳米粒子的尺寸大小略有增加,其饱和磁化强度明显增大,但矫顽力下降,这主要归结于铁镍与铁镍氧化物界面存在交换耦合相互作用.     

微乳液在贵金属纳米材料制备中的应用

贵金属纳米材料是一类在电子、化工、医药等领域有着广阔应用前景的新型材料,控制贵金属纳米粒子的大小和形状是其获得应用的前提。介绍了微乳液的性质、特点,并对其在贵金属纳米材料制备中的应用现状和应用前景进行了评述。     

非晶态Pt壳层Ni@Pt纳米粒子的甲醇电催化氧化动力学

通过连续两步化学还原法制备了非晶态金属壳层的Ni@Pt纳米粒子,并通过球差校正高分辨透射电镜、XRD、EDS及XPS对其微观结构及组成进行了表征。运用电化学方法研究了硫酸溶液中甲醇在该纳米粒子上的电化学反应动力学过程。结果表明:采用这种方法制备出了非晶态金属Pt包覆的Ni@Pt核壳型纳米粒子,平均粒径约为12nm,壳层厚度约为1～2nm;非晶态壳层Pt纳米粒子上的塔菲尔斜率最小值为0.075,比晶态纳米粒子的低;同时甲醇反应级数最大值可达到0.60,比晶态纳米粒子的高。这说明非晶态金属是高活性的甲醇电氧化催化剂。