化学自组装法制备钡铁氧体亚微空心球

描述了一种基于化学自组装制备钡铁氧体亚微空心球的新颖方法, 即以聚(苯乙烯-共-丙烯酸)乳胶粒子为模板, 利用酸醇相互作用, 将在聚乙二醇水溶液中得到的钡铁氧体前驱物包覆在模板粒子上, 形成聚(苯乙烯-共-丙烯酸)/钡铁氧体前驱物核壳纳米复合粒子. 复合粒子经历750 ℃的热处理, 可获得主晶相为BaFe12O19的钡铁氧体亚微空心球. 该空心球有可能在微波吸收、电磁流变等领域得到重要应用.     

一种新型的空心镍纳米球的合成

通过以二氧化硅粒子作为模板和金纳米粒子为表面晶种的方法制备了壳厚度可控的镍空心球。采用TEM﹑XRD对二氧化硅/镍复合球和镍空心球进行了表征和研究。结果表明镍纳米壳是由似针状的面心立方的镍纳米粒子构成的，碱溶液处理过程不影响镍纳米壳的形貌。高温处理显示镍空心球具有良好的热稳定性。     

以胶体粒子为模板制备核壳纳米复合粒子

核壳纳米复合粒子具有许多不同于单组分胶体粒子的独特的光、电、磁、催化等物理与化学性质,是构筑新型功能复合材料的重要组元,在光子带隙材料、微波吸收材料、电磁流变液、催化剂和生物等领域有重要应用.本文从控制核壳复合粒子的微观结构及壳层均匀性与厚度的角度,详细评述了目前以胶体粒子为模板制备粒径从纳米到微米尺度的核壳复合粒子的方法.指出利用胶体粒子模板表面与壳层物质或其前驱物间的特殊相互作用(包括静电和化学相互作用),是完善现有制备方法和发展新方法来制备具有设定组成、结构和性能的核壳复合粒子的关键,同时也是将来的粒子表面纳米工程和获取有序的、先进纳米复合材料的主要方向。     

原位诱导生长法制备单分散M型钡铁氧体亚微空心球

提出了一种制备单分散M型钡铁氧体空心球的新方法,即以碳酸胍表面改性的单分散聚(苯乙烯-共-丙烯酸)P(St-co-AA)乳胶粒子为模板,在其表面原位诱导钡铁氧体前驱物的定位并生长,以此获得壳层均匀致密的P(St-co-AA)/钡铁氧体前驱物核壳复合粒子,再经过热处理得到结构完整、成分单一的M型钡铁氧体空心球.     

水相一步合成锐钛矿型二氧化钛空心球

报道了水相一步直接合成晶体TiO2空心球的方法. 以水溶性的过氧化钛配合物(peroxo-titanium complex, PTC)为前驱体、聚苯乙烯(polystyrene, PS)球为模板, 在水溶液体系中可直接制备得到锐钛矿型纳米TiO2空心球. 与传统的模板法相比, 模板的包覆、去除及TiO2壳层的晶化等步骤在水相中可一步完成. 利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及热重分析仪(TGA)对所合成的纳米TiO2空心球进行了表征, 同时推断了可能的反应机理.     

制备核-壳结构聚合物纳米微球和空心球的原位聚合方法的普适性研究

采用原位聚合制备核-壳结构聚合物纳米微球和空心球的新方法, 利用甲基丙烯酸2-羟丙酯(HPMA)和乙酸乙烯酯(VAc)两种单体, 在类似的反应条件下, 成功地制备了以聚(ε-己内酯)(PCL)为核, 分别以交联PHPMA和PVAc为壳的纳米微球; 将微球的核酶解后, 分别得到了对应的交联PMAA空心球和交联PVA空心球. 结果表明, 原位聚合制备核-壳结构聚合物微球的新方法具有一定的普适性, 适用于单体可溶于水而生成的聚合物不溶于水的体系.     

Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微球

Pickering乳滴模板法制备有机/无机杂化的核壳微球越来越引起人们的关注,主要因为该方法制备出的微球具有以无机粒子为壳层的超粒子结构(supracolloidal structure),能够赋予微球独特的功能.胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳,得到稳定Pickering乳液,固定乳滴表面的胶体粒子来制备核壳结构的微球或者以胶体粒子为壳层的微胶囊(colloidosome).本文综述了我们课题组以Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微胶囊包括实心微球方面的工作.我们选择具有不同性能、种类的胶体粒子以及具有不同性质和功能的核材料,采用Pickering乳滴模板法,对吸附在乳滴表面的胶体粒子用不同的固定方法制备具有不同结构和性能的微球和微胶囊,利用基于多重Pickering乳液的聚合技术制备双纳米复合的超粒子结构多核聚合物微球.     

Au@SiO2核壳纳米粒子的制备及其表面增强拉曼光谱

采用柠檬酸钠还原氯金酸法制备金溶胶, 以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 氨水作催化剂, 制备以金为核, 二氧化硅为壳的核壳纳米粒子. 金纳米粒子的粒径可以通过柠檬酸钠和氯金酸的比例控制, 通过调节TEOS的量和反应的时间可以控制二氧化硅壳层的厚度. 以苯硫酚为探针分子研究了核壳结构纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)效应与二氧化硅壳层厚度之间的关系. 研究结果表明, 金内核电磁场增强效应随着二氧化硅壳层厚度的增加逐渐减弱, 且其衰减速度比具有相同尺度的双金属核壳结构纳米粒子的慢. 此外, 探针分子主要以物理作用吸附在二氧化硅的表面, 可通过洗涤方法将探针分子除去, 从而可使该复合结构基底用于循环SERS分析.     

AucoreCoshell纳米粒子的制备、表征及其表面增强拉曼光谱研究

在乙醇体系中和在制备好的Au纳米粒子表面, 用水合肼还原钴盐制备Co壳, 首次通过化学还原法制得核壳结构的Au-Co纳米粒子, 并通过控制钴盐的投料, 得到不同包裹层厚度的AucoreCoshell纳米粒子. 用扫描电子显微镜(SEM)和电化学循环伏安法(CV)等测试方法对其进行表征, 并用吡啶(Py)作为探针分子研究了其SERS效应.     

Poly(St-co-DMC)/SiO_2杂化及空心杂化纳米粒子的合成及表征

采用无皂乳液聚合法合成了聚(苯乙烯-co-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)(poly(St-co-DMC))纳米粒子,平均粒径约为100 nm.以此纳米粒子为模板,在接近室温及p H为中性的温和条件下,以四甲氧基硅烷(TMOS)为硅源,合成了poly(St-co-DMC)/Si O2杂化纳米粒子,TEM结果显示该纳米粒子具有明显的核壳结构,Si O2主要沉积在壳层.进一步通过四氢呋喃溶解制备得到具有空心结构的纳米粒子,这种空心结构纳米粒子的FTIR图谱中既有Si O2的信号,也有poly(St-co-DMC)的信号,说明空心纳米粒子的壳层不完全是Si O2,对空心纳米粒子的TGA结果分析计算得到Si O2的含量仅为69.7%,说明纳米粒子的壳层为杂化壳层,并且,这种壳层的厚度随着反应温度的升高、反应时间的延长、TMOS用量的增加及聚合物模板中DMC含量的增加而增大.     

Fluorescent core-shell silica nanoparticles: towards "Lab on a Particle" architectures for nanobiotechnology

Novel nanoscale fluorescent materials are integral to the progress of emergent fields such as nanobiotechnology and facilitate new research in a variety of contexts. Sol-gel derived silica is an excellent host material for creating fluorescent nanoparticles by the inclusion of covalently-bound organic dyes. Significant enhancements in the brightness and stability of organic dye emission can be achieved for silica-based core-shell nanoparticle architectures at length scales down to tens of nanometers with narrow size distributions. This tutorial review will highlight these findings and describe the evolution of the fluorescent core-shell silica nanoparticle concept towards integration of multiple functionalities including mesoporosity, metal nanoshells and quantitative chemical sensing. These developments point towards the development of "lab on a particle" architectures with promising prospects for nanobiotechnology, drug development and beyond.     

贵金属复合纳米粒子的研究进展

贵金属复合纳米粒子具有不同于单组分纳米粒子的独特的光、电和催化等物理与化学性能,是构筑新型功能复合材料的重要单元,在传感器、光学材料、催化剂及生物领域都有着重要应用,已成为当前纳米材料科学研究领域中的前沿和热点。本文主要评述了具有核壳、异质结构以及合金结构的贵金属复合纳米粒子的制备、物理与化学性能及应用等方面的研究进展。     

A new class of silica cross-linked micellar core-shell nanoparticles

Micellar nanoparticles made of surfactants and polymers have attracted wide attention in the materials and biomedical community for controlled drug delivery, molecular imaging, and sensing; however, their long-term stability remains a topic of intense study. Here we report a new class of robust, ultrafine silica core-shell nanoparticles formed from silica cross-linked, individual block copolymer micelles. Compared with pure polymeric micelles, the main advantage of the new core-shell nanoparticles is that they have significantly improved stability and do not break down during dilution. We also studied the drug loading and release properties of the silica cross-linked micellar particles, and we found that the new core-shell nanoparticles have a slower release rate which allows the entrapped molecules to be slowly released over a much longer period of time under the same experimental conditions. A range of functional groups can be easily incorporated through co-condensation with the silica matrix. The potential to deliver hydrophobic agents into cancer cells has been demonstrated. Because of their unique structures and properties, these novel core-shell nanoparticles could potentially provide a new nanomedicine platform for imaging, detection, and treatment, as well as novel colloidal particles and building blocks for mutlifunctional materials.     

由嵌段共聚物制备有形状的核壳结构聚合物纳米颗粒

嵌段共聚物可自发组装形成形貌丰富的纳米粒子和有序纳米结构的材料,为纳米材料和纳米技术领域提供了很重要的新材料和新手段.该领域的进一步发展提出了对嵌段共聚物的自组装体赋予功能性的要求,即需要通过可控聚合反应合成反应性嵌段共聚物,并且对其自组装的纳米粒子进行结构、形状及功能性的调控.本文针对以上研究目标,结合本课题组在该领...     

聚合物负载金属纳米粒子型核壳结构催化剂的研究

核壳结构聚合物负载型催化剂因其载体材料独特的结构、形貌和性质而具有优异的催化活性,成为了催化化学领域研究的热点。本文综述了聚合物负载金属纳米粒子型核壳结构催化剂,包括球形聚合物刷负载金属纳米粒子、聚合物中空微球负载金属纳米粒子、聚合物实心微球表面包覆金属纳米粒子等类型催化剂的制备及其相应的催化性能,强调了各类载体的组成和结构特点对催化活性及其稳定性的影响。最后总结了该类催化材料的优势和不足,并对其性能和应用进行了展望。     

核壳型纳米粒子合成方法及其性能的研究进展

核壳纳米粒子作为复合纳米粒子一个重要的分支,由于其光、磁和催化等方面的优异性能,近年来引起了人们广泛的关注.本文主要介绍了核壳纳米粒子的制备方法及诸多性能,并对核壳纳米粒子的发展进行了展望.     

燃料电池氧还原反应核壳结构电极材料的理性设计

纳米技术的迅速发展促进了核壳纳米粒子作为一种新型功能材料的产生。通过理性设计核与壳的组成,可以构建一系列具有功能可调性的核壳纳米材料。该类材料可以作为燃料电池中氧还原反应(ORR)的阴极电极,并表现了卓越的电催化性能。本文以不同化学属性为核壳分类,依托ORR机理,综述了近几年核壳结构电极材料在ORR中的应用,提出了存在的挑战,以期为解决能源转换与储存问题提供思路。     

Preparation and electrochemical properties of core-shell Si/SiO nanocomposite as anode material for lithium ion batteries

The Si/SiO nanocomposite was synthesized by a sol–gel method in combination with a following heat-treatment process. It was analyzed by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), cyclic voltammetry (CV) and capacity measurement as anode material for lithium ion battery. Si nanoparticles were coated with SiO and a core-shell structured nanocomposite was formed. The core-shell Si/SiO nanocomposite displays better reversibility of lithium insertion/extraction and higher coulomb efficiency than virginal Si nanoparticles. The SiO shell envelops the Si nanoparticles to suppress the aggregation of the nanoparticles during cycling. As a result, the core-shell Si/SiO nanocomposite exhibits better capacity retention than virginal Si nanoparticles, indicating that this is a promising approach to improve the electrochemical performance of nano anode materials for lithium ion battery.     

Co@SiO2核壳式纳米粒子的合成、性质表征及在细胞分离和细胞芯片上的应用

合成了Co@SiO2核壳式纳米粒子, 并采用透射电镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对其形状、尺寸、荧光及磁特性进行了表征, 探讨了其在细胞分离和细胞芯片上的应用和原理.     

Co@SiO2核壳式纳米磁性粒子的合成、性质表征及在细胞分离和细胞芯片上的应用

合成了Co@SiO2核壳式纳米粒子,并采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对其形状、尺寸、荧光及磁特性进行了表征,探讨了其在细胞分离和细胞芯片上的应用和原理.