核壳结构纳米粒子

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。通过表面改性(如制备核壳结构的纳米粒子)可以使其获得更多特殊的性质。本文就最近几年制备壳核结构纳米粒子的方法进行了总结,根据其核、壳的不同材料进行了分类,并对其中某些方法进行了比较。     

电化学沉积法制备金（核）-铜（壳）纳米粒子阵列

以组装在有机分子自组装膜/金基底电极上的Au纳米粒子阵列为电化学沉积模板,制备了金(核)-铜 (壳)纳米粒子阵列.选用巯基十一胺（AUDT）和巯基癸烷（DT）混合自组装膜作为基底电极与Au纳米粒子的耦联层,可以在一定的电位下实现金属Cu在Au纳米粒子上的选择性沉积.将沉积电位控制在－0.03 V（vs SCE）时,沉积初期（t ≤ 15 s,沉积粒子粒径 ≤ 20 nm ）金(核)-铜 (壳)粒子具有良好的单分散性和近似球形,而且粒径实验值同计算值非常吻合.     

铝纳米粒子表面引发聚合制备核壳纳米结构

利用硅烷偶联剂引发法制备核壳结构金属铝纳米粒子(Al NPs)@聚合物, 并研究了聚合反应时间和单体浓度对核壳结构尺寸的影响. 首先合成了硅烷偶联引发剂{2-溴-2-甲基-[3-(三甲氧基硅基)丙基]丙酰胺}, 并通过在甲苯中回流的方法, 将其锚定在金属铝纳米粒子表面. 然后, 在粒子表面引发甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合, 形成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壳层. 通过核磁共振波谱仪(NMR)和傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR)证明了引发剂和PMMA的成功接枝. 透射电子显微镜(TEM)图像表明, PMMA改性后的金属铝纳米粒子的尺寸和形貌基本不变, 且被厚度约为15 nm聚合物壳层完整均匀地包覆. 此外, 利用动态光散射(DLS)进一步揭示了聚合时间和单体浓度对核壳结构水合直径(D_h)的影响, 发现延长聚合时间或增加单体浓度均可显著提高核壳结构尺寸.     

Ag_核Au_壳金属复合纳米粒子的制备及表面增强拉曼光谱研究

在已制备好的Ag纳米粒子表面,通过化学还原的方法沉积生长Au包裹层,制备了粒子尺寸为50-70nm的Ag核Au壳复合纳米粒子.通过改变AuCl₄^-量,使Ag_100-xAu_x中Au的含量由x=0变为x=30.用UV-Vis吸收光谱和透射电子显微镜(TEM)对该结构纳米粒子进行了表征,并以对巯基苯胺(PATP)为探针分子进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究.表面拉曼光谱表明,该结构的纳米粒子具有比Ag更强的SERS活性,随着Au:Ag比例的逐渐增加,其活性呈现先增大后减小的趋势,其最大增强约为Ag纳米粒子的10倍.     

核/壳型CdTe@SiO2荧光纳米复合粒子的制备与表征

利用反相微乳法, 以巯基乙酸修饰的水溶性CdTe量子点为核, 包覆SiO₂, 制备得到核壳型CdTe@SiO₂荧光纳米复合粒子. 用紫外-可见(UV-vis)分光光度计, 荧光(PL)分光光度计, 红外(FT-IR)光谱仪, 透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段, 对得到的荧光纳米复合粒子的性能进行表征, 结果表明: 得到的CdTe@SiO₂纳米复合粒子是核壳型结构, 由SiO₂壳层包覆多个量子点, 其大小均匀, 水溶性好, 有效地提高了量子点的稳定性, 大大增强了其抗光漂白性能, 为该材料的进一步生物应用打下了良好的基础.     

种子生长法制备Au@Ag核壳纳米粒子

Au@Ag核壳纳米粒子由于具有优异的局部等离子共振性质 (LSPR),近年来引起人们极大的关注,目前,在成像、催化、信息存储、生化传感等领域已经得到了广泛的应用。在制备Au@Ag核壳纳米粒子的方法中,种子生长法的应用最为广泛,因为它可以实现对Ag壳尺寸及形貌的有效控制。本文综述了影响Au@Ag核壳纳米粒子核壳结构尺寸、形貌、Ag壳厚度以及覆盖均匀程度的一些主要因素,包括Au种子的形貌和浓度、AgNO₃浓度、封端剂、还原剂以及其他一些影响因素。研究发现,Au@Ag核壳纳米粒子在表面增强拉曼光谱 (SERS) 方面具有广泛的应用前景。     

以聚电解质多层膜为纳米反应器制备Au@Pt核壳纳米粒子

以聚二烯丙基二甲基氯化铵和聚苯乙烯磺酸钠为构筑单元,通过静电层层自组装制备了多层膜,利用薄膜中存在的抗衡阴离子,选择AuCl-4和PtCl2-6作为Au和Pt的前驱体,通过连续的阴离子交换/还原,原位制备了Au-Pt双金属纳米粒子。 紫外-可见分光光度法、透射电子显微镜和能量色散X射线能谱数据表明,在聚电解质多层薄膜中成功地制备了具有核壳结构的Au@Pt双金属纳米粒子。 这种纳米粒子在电化学催化、燃料电池方面具有潜在的应用价值。     

乳液聚合制备纳米银/聚苯乙烯核壳复合粒子

采用乳液聚合方法制备出纳米银／聚苯乙烯核壳复合粒子，并借助TEM、XPS、FTIR分析了其微观结构。研究了纳米银粒子存在下苯乙烯聚合反应转化率-时间关系，分析了纳米银／聚苯乙烯核壳复合粒子的形成机理。     

金核银壳纳米粒子薄膜的制备及SERS活性研究

采用柠檬酸化学还原法制备金溶胶, 通过自组装技术在石英片表面制备金纳米粒子薄膜, 在银增强剂混合溶液中反应获得金核银壳纳米粒子薄膜. 用紫外-可见吸收光谱仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同条件下制备的金核银壳纳米粒子薄膜的光谱特性和表面形貌, 并以结晶紫为探针分子测量了金核银壳纳米粒子薄膜的表面增强拉曼光谱(SERS). 结果表明, 金纳米粒子薄膜的分布、银增强剂反应时间的长短对金核银壳纳米粒子薄膜的形成均有重要影响. 制备过程中, 可以通过控制反应条件获得一定粒径的、具有良好表面增强拉曼散射活性的金核银壳纳米粒子薄膜.     

聚硅氧烷/甲基丙烯酸甲酯核壳结构复合粒子的制备

聚硅氧烷/甲基丙烯酸甲酯核壳结构复合粒子的制备;种子乳液聚合;核壳结构     

从层层组装的核壳粒子到医学/生物化学诊断和药物输送*

层层组装的核壳型粒子由于具有尺度和组成的剪裁优点近年来得到了广泛的研究,它们为技术应用如医学/生物化学诊断和药物输送提供了新的机遇.本文综述了基于层层自组装和胶体模板以及采用各种化学和物理方法直接除去核制备磁性复合核壳粒子和空腔球体.给出了核壳粒子在药物输送、生物检测与标记应用的一些实例.     

SiO2/聚合物核壳型杂化粒子及其空心结构的制备

SiO2/聚合物核壳型杂化粒子及其空心结构以其独特的形貌在药物控制释放、催化剂载体、生物医药等领域应用前景广阔,引起了人们的广泛关注。本文着重从乳液聚合法、仿生矿化法等制备方法角度阐述了SiO2/聚合物核壳型杂化粒子及其空心结构的研究进展。乳液聚合制备SiO2/聚合物核壳型杂化粒子简单易行,一般需要预先合成SiO2纳米粒子,其合成过程通常需要一些非理想的条件,如高温高压、极端pH、昂贵或有毒的有机试剂等,而且预先合成的SiO2粒子无法与聚合物实现100%匹配,即总有纯的聚合物粒子存在。相比之下,原位仿生矿化法制备SiO2杂化粒子不仅在环境条件下可进行,而且能够精确控制其纳米尺度的形态及分级有序结构。目前对材料科学家来讲,要使人工合成SiO2/聚合物杂化粒子实现像自然生物硅那样优异的性能,仍然是很大的挑战。     

Ag Nanocomposite Particles: Preparation,Characterization and Application

Summary Herein, we report that different core-shell particles could be successfully used as the carrier systems for the deposition of silver nanoparticles. Firstly, thermosensitive core-shell microgel particles have been used as the carrier system for the deposition of Ag nanoparticles, in which the core consists of poly (styrene) (PS) whereas the shell consists of poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPA) network cross-linked by N, N′-methylenebisacrylamide (BIS). Immersed in water the shell of these particles is swollen. Heating the suspension above 32 °C leads to a volume transition within the shell, which is followed by a marked shrinking of the network of the shell. Secondly, “nano-tree” type polymer brush can be used as “nanoreactor” for the generation of silver nanoparticles also. This kind of carrier particles consists of a solid core of PS onto which bottlebrush chains synthesized by the macromonomer poly (ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) are affixed by “grafting from” technique. Thirdly, silver nanoparticles can be in-situ immobilized onto polystyrene (PS) core-polyacrylic acid (PAA) polyelectrolyte brush particles by UV irradiation. Monodisperse Ag nanoparticles with diameter of 8.5 nm, 7.5 nm and 3 nm can be deposited into thermosensitive microgels, “nano-tree” type polymer brushes and polyelectrolyte brush particles, respectively. Moreover, obtained silver nano-composites show different catalytic activity for the catalytic reduction of p-nitrophenol depending on the carrier system used for preparation.     

核-壳结构微球的制备进展

综述了近年来核-壳结构微球制备方面的研究进展,介绍了高分子胶束交联、模板逐层组装、模板微球表面原位引发聚合、动态溶胀法、种子聚合法以及溶胶-凝胶法等主要制备方法,并对各种方法所涉及的核-壳微球形成机理进行了必要阐述.     

Synthesis of Core-Shell Particles of Polystyrene and Poly(methyl methacrylate) Using Emulsion Photopolymerization

Summary: Submicron core-shell particles of polystyrene (PS) and polystyrene-co-poly(methyl methacrylate) (PS-co-PMMA) coated with PMMA were obtained by emulsion photopolymerization. The seeds of PS or PS-co-PMMA were prepared by emulsion polymerization with or without emulsifier and a ratio of functional monomer and crosslinker (SVBS/EDGMA) in order to obtain different surfaces for the subsequent coating with PMMA. At each stage, the evolution of the average particle size were monitored by using photon correlation spectroscopy (DLS) and the final polymer particles was analyzed via transmission electron microscopy (TEM) and differential scanning calorimetry (DSC). The core-shell morphology was identified as the increase of the average particle size in the second stage by DLS technique and by the direct observation by TEM of the differentiation between PS core and PMMA shell, and by the presence of two glass transition temperatures (T_g) as a consequence of the existence of two partially miscible phases.     

核壳型聚丙烯酸酯乳胶粒子及其乳液的研究进展

综述了目前制备核壳型聚丙烯酸酯乳胶粒子的常用方法,如种子乳液聚合法、无皂乳液聚合法、反相乳液聚合法、细乳液聚合法以及种子分散聚合法;分析了聚合工艺、单体种类、温度、乳化剂和引发剂种类及用量等因素对聚丙烯酸酯核壳乳液合成及性能的影响;并对聚丙烯酸酯核壳乳液的研究现状进行了归纳;最后,展望了聚丙烯酸酯核壳乳液的发展方向。     

PMMA-PAN核壳结构复合乳胶的制备与表征

采用疏水引发剂引发的半连续无皂乳液聚合法,合成了Z均流体力学直径约70nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米乳胶。以PMMA纳米乳胶为种子,采用疏水引发剂引发的种子乳液聚合法,制备了PMMA-聚丙烯腈(PAN)核壳结构复合乳胶。采用动态光散射、傅里叶红外光谱、扫描电镜和透射电镜表征了各种乳胶粒的组成、尺寸、结构和微观形态。研究了反应温度、单体用量和表面活性剂用量对PMMA-PAN复合乳胶粒的结构和形态的影响。结果表明:PMMAPAN复合乳胶粒为核壳结构,其壳层厚度可通过改变单体用量进行调整。     

二氧化硅-聚丙烯腈核-壳结构复合纳米粒子的制备与表征

以甲基丙烯酸-3-(三甲氧基硅基)丙酯改性的SiO2纳米粒子为种子,采用乳液聚合法制备了粒径分布较窄的SiO2-聚丙烯腈(SiO2-PAN)核-壳结构复合纳米粒子。采用动态光散射、傅里叶红外光谱、透射电镜和扫描电镜表征了复合纳米粒子的粒径及分布、组成、形态和结构,并研究了表面活性剂的加入方式、反应温度及交联剂的引入对制备SiO2-PAN复合纳米粒子的影响。结果表明:SiO2-PAN复合纳米粒子为核-壳结构。采用半连续加入表面活性剂的方法,可以成功抑制乳液聚合中次级粒子的生成。通过增加表面活性剂的初始加入量、加快表面活性剂的补加速率,或降低反应温度,可使SiO2-PAN复合纳米粒子的粒径变小。反应温度的降低以及交联剂的引入使SiO2-PAN复合纳米粒子的表面变得平滑。     

Fabrication of Hollow or Macroporous Silica Particles by Spray Drying of Colloidal Dispersion

In this study, hollow silica particles were fabricated by atomizing the dispersion of silica nanocolloids synthesized by modified Stober method and self-organization of the particles by spray drying technique. Rapid evaporation of the droplet containing the silica nanoparticles resulted in the formation of hollow microparticles at high evaporation temperature due to hydrodynamic instability of the droplet. Similar strategy was adopted for the fabrication of macroporous silica particles by the sol spray drying of the hetero-colloidal dispersion of polystyrene nanospheres and commercial silica nanoparticles. The morphologies of the porous particles were observed by scanning electron microscope with varying drying temperature. As a demonstrative purpose, the results using emulsion droplets as confining geometry was compared with the porous particles obtained from spray dryer. Collectively, spray drying was found to be more efficient manner to prepare the porous materials with continuous way in the view of production efficiency and time.