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

于在结构上对纳米粒子具有更可调性，因此有可能获得更理想的性质。

1.1核壳结构材料的研究现状

核壳材料由于其特殊的几何结构，与单一元素相比，通常可以改变其物理和化学性质，具有特别广阔的应用前景因此引起极大的研究兴趣。过去的十年中，人们通过各种技术手段制备纳米，亚微米级的具有特定结构、光学和表面特性的核-壳结构的材料。有许多该类材料已经被用于涂料、电子、催化、分离、诊断等许多领域。人们所以对制备核-壳结构的材料产生如此浓厚的兴趣，是因为通过功能化颗粒的表面可以对材料的机械、电学、光学、磁学等各种性质进行调控。例如：通过功能化的壳可以改变颗粒的表面电荷、表面反应活性、增强颗粒稳定性、分散性。通过在颗粒表面的壳层可以使颗粒具有一定的光、电催化特性。另外，通过颗粒表面包覆可以保护颗粒免受外来化学的，物理的改变的影响。

1.2核壳结构材料的应用

1.2.1催化功能材料

由于核壳材料具有比表面积大、形状规整、材料尺寸可控、性能稳定和产品易于回收等诸多优点，这给催化领域带来了广阔的应用前景。作为催化剂，高表面积的TiO2是热不稳定的，容易失去表面积。提高TiO2热稳定性的通常做法是将TiO2包覆在高表面积的颗粒上，大多数的研究集中在制备包覆在几百纳米到几微米SiO2，Al2O3和ZnO颗粒表面的TiO2催化剂。

1.2.2生物功能材料

核壳材料由于其核与外壳可以由相同或完全不同的物质构成，这为不同物质间功能的组合提供了新思路和方法。由此思路设计可控药物释放体系，把药物做成核，把可以控制药物缓释的材料做成壳，就可以保持药物的定量持续释放，维持它在血液中浓度的相对平稳，减少给药次数和用量，有效的拓宽了给药途径，提高药物的生物利用度，同时降低了某些药物集中吸收对胃肠道所造成的刺激性，特别是对肝肾的毒副作用。

1.2.3光学功能材料

近年来，被证实比较有效的手段是在半导体纳米晶颗粒表面包覆带隙比核材料要宽的半导体材料，壳层的修饰作用可极大地提高核层的荧光量子产率，并增强稳定性，而且在一定的光波段带隙能量可调。由于两种不同带隙的化合物具有相近的晶体结构，使壳层在核层表面的定向生长成为可能，并使表面的缺陷不构

成陷阱，从而提高核层的荧光量子产率，增强光稳定性。

1.3核壳材料的制备

核壳材料的制备方法是多样的，具有相同结构和组成的材料可以用不同方法制备。常见的制备方法有模板法、水热法、电化学法和超声等方法。模板法制备核壳材料可分为软模板法、硬模板法、软模板与硬模板相互结合的方法以及牺牲模板法。

1.3.1硬模板法

硬模板法多指用单分散的无机物、高分子聚合物或树脂微（纳）米粒子为模板，在其表面包覆各种化学材料，形成核壳结构。通过煅烧或溶剂萃取去掉模板，形成均一的空壳材料。利用硬模板法合成核壳微球的基本路线如图1.1所示。

图1.1.硬模板法合成核壳及中空球路线图

（1）以高分子聚合物为模板

多指在单分散的聚苯乙烯（PS），聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或一些共聚物乳胶中，将聚合物粒子表面改性之后，在聚合物表面包覆、沉积各种化学材料。在目前的研究中，对聚苯乙烯表面修饰，常用的改性剂有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、浓硫酸(H2SO4)和聚电解质。

（2）以无机物为模板

以无机物为模板通常是指以单分散的二氧化硅（SiO2）、二氧化钛（TiO2）、金（Au）等单分散纳米粒子为模板。如利用Stober法制备单分散的SiO2胶体体系，SiO2粒子表面功能化，制备核壳结构材料。对SiO2模板进行表面修饰所用的改性剂有硅烷类改性剂、表面活性剂（如十六烷基三甲基溴化胺CTAB、二-(2-

乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠AOT、十六烷基硫酸钠SDS）等。

1.3.2软模板法

一般是在溶液中，利用（反）胶束或乳液液滴作为模板，在两相界面发生化学反应，最后分离干燥，制备中空微球。软模板法合成中空微球的示意图如图1.8所示。

图1.8.软模板法合成中空球路线图

（1）乳液液滴为模板

在水、表面活性剂和油三组份形成的乳液或反相乳液体系里，加入反应前驱物，在水油界面处发生化学反应制备中空粒子。

（2）以嵌段共聚物胶束为模板

嵌段共聚物胶束法是指在含有表面活性剂和两亲嵌段共聚物的混合溶液中形成一种特殊的胶束，这种胶束可以作为一种有效的模板来合成中空的无机材料，例如利用此体系已成功制备出CaCO3、金属Ag及CdS等中空微球。该合成方法简单，但所得的中空球尺寸不均匀、分散性不好。

（3）以囊泡为模板

图1.11.中空掺杂聚合物的形成过程示意图

Chen Yongming研究组报道了一种新型的有机/无机杂化纳米囊泡（合成路线如图1.11所示）。该研究基于该组新合成的一类两亲嵌段聚合物（其中一端侧基带有反应性多甲氧基硅，另一端为聚乙二醇），来制备中空微球。这种材料可用于客体分子和功能性颗粒的包容，渴望衍生出更丰富的研究内容。

1.3.3硬模板与软模板技术结合制备具有等级结构的空球材料

此方法是先制备含有两相界面的乳状液，再将单分散的PS或SiO2胶球分散在乳状液体系里，则这些胶球会在界面张力的驱使下聚集在乳液液滴的周围形成有序的壳材，最后将这种材料分离出来便制得具有等级结构的空球材料。

1.3.4牺牲模板法

牺牲模板法大体上应属于软模板或硬模板法，但是牺牲模板法与软模板法和硬模板法最大的区别在于随着反应的进行，作为反应物的模板会不断的被消耗，最终完全消耗掉，形成空心球结构。因此，牺牲模板法在合成中不需要去除模板，同时可以直接形成空心球结构。

1.3.5其他方法

除了上述的模板法外，核壳材料的合成还有其他的方法，如γ射线辐射法——中国科学技术大学的Ge Xuewu课题组利用该方法合成了各种无机/聚合物纳米沉积球，如银/聚丙烯酸丁酯-co-苯乙烯，硫化镉/聚丙烯酰胺和二氧化硅/聚苯乙烯等；水热法——Zeng Huachun课题组和Fan Kangnian课题组都曾报道过用水热法合成了二氧化钛纳米微球。电化学法——清华大学的Shi Gaoquan课题组近期报道了在聚苯乙烯磺酸溶液中利用电化学氧化法直接得到了聚吡咯的中空结构。

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。

吸附重金属离子的核壳纤维的制备与研究

文章编号:１００１-９７３１(２０１８)１２-１２１０７-０６ 吸附重金属离子的核壳纤维的制备与研究? 赵冬梅１,白莉１,刘宇１,藏琳琳２,李坚３ (１．黑龙江东方学院食品与环境工程学部,哈尔滨１５００６６; ２．哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨１５００９０; ３．东北林业大学生物材料科学与工程教育部重点实验室,哈尔滨１５００４０) 摘要:为了制备低成本二强吸附二高效二环境友好的新型吸附剂,首先以不同比例的聚甲基丙烯酸和醋酸纤维素混合溶液作为纺丝液,采用单轴静电纺丝制备出纳米纤维三通过透射电镜,红外光谱和X射线光电能谱证明纤维具有明显的核壳结构三同时表征了纤维的热稳定性和力学性质三然后研究了p H值二初始离子浓度二吸附时间和醋酸纤维素含量对纤维吸附二价铜离子性能的影响三最后,通过对纤维进行吸附和解吸测试,研究了影响纤维重复利用性的因素三结果表明,具有核壳结构的纳米纤维可以有效的吸附二价铜离子,并通过反复的吸附和解吸实现材料的循环利用三 关键词:吸附;重金属;核壳结构;纤维 中图分类号: TQ３１文献标识码:A DOI:１０．３９６９/j．issn．１００１-９７３１．２０１８．１２．０１６ ０ 引言 重金属引起的水污染不但会带来严重的环境问题,还会对人体的健康造成危害,例如过量的铜离子会引发胃肠道中毒,严重可造成低血压甚至休克死亡[１-３],高浓的汞会造成人体急性中毒,损害脑组织[４-６]三过量的镉会对肾脏造成慢性损害,严重者可因 虚脱而死亡[７-１２]三因此,去除水中的重金属离子是水处理的一个关键问题三传统的技术存在处理效率低下二运行条件严苛二处理费用高以及二次污染等问题三吸附技术可以有效的富集水中重金属离子,因此备受科研工作者的青睐三然而传统的活性炭作为吸附剂时,原料消耗量大,污水处理的成本提高三因此,如何开发出低成本二强吸附二高效二环境友好的新型吸附剂是亟待解决的问题三 聚甲基丙烯酸(PMAA)是一种螯合型的树脂,自身含有大量的羧酸官能团,因此可以作为吸附剂使用三然而,PMAA在水中的溶解性很高,容易造成二次污染三醋酸纤维素(CA)是一种纤维素改性物,表面上可以修饰一些官能团例如 NH２二 SO３H二 COO H 等,常被用于吸附重金属离子[１３-２２]三静电纺丝技术可以制备出高孔隙率,高比表面积的纳米纤维三通过在其表面上进行接枝修饰,可以使纤维表面具有一定量的功能性基团,然而目前常用的方法普遍存在接枝效率低,吸附能力有限的问题三 本文以CA和PMAA的共混液作为纺丝液,采用静电纺丝技术制备出具有核壳结构的纤维三PMAA 作为纤维的壳层,其大量的 COO H对水中的重金属离子有很强的吸附作用,CA作为纤维的核层,不溶于水,起到支架的作用,解决了传统聚甲基丙烯酸吸附水中的重金属离子后从水中分离困难的问题三 １实验 １．１药品 醋酸纤维素,甲基丙烯酸,过硫酸钾,N,N-二甲基甲酰胺(DMF),乙醚,氯化铜,氢氧化,盐酸和EDTA三所有药品的生产厂家都为国药集团化学试剂有限公司三甲基丙烯酸需要减压提纯后再使用三１．２实验步骤 １．２．１ PMAA的制备 三口圆底烧瓶中依次加入１３７mLα-甲基丙烯酸,０．２８７２１g过硫酸钾,８００mL去离子水,氮气环境下９０?水浴加热８h三反应结束后,在聚合产物中加入乙醚,搅拌一段时间后,静置倒去上层清液,剩余固体在８０００r/min的转速下离心１０min三将离心后的乳白色固体重新溶解在去离子水中,再用乙醚洗涤,离心三洗涤３次后将聚甲基丙烯酸５０?真空干燥２４h 得到纯净的透明固体状聚甲基丙烯酸三１．２．２ CA/PMAA核壳纤维纺丝液的制备 按照不同的质量比称取CA和PMAA,加入一定量的DMF,９０?加热搅拌３６h,充分溶解三 ７０１２１ 赵冬梅等:吸附重金属离子的核壳纤维的制备与研究 ?基金项目:黑龙江省博士后科研启动金资助项目(LBH-Q１６０４０);黑龙江东方学院横向课题(HDFHX１６０１１３,HDFHX１７０１０３)收到初稿日期:２０１８-０７-２７收到修改稿日期:２０１８-１０-３０ 通讯作者:藏琳琳,E-mail:８７１３６６１６２＠qq．com;李坚,nefuli j ian＠１６３．com 作者简介:赵冬梅(１９７３－),女,黑龙江五常人,副教授,博士后,师从李坚院士,主要从事功能高分子复合材料研究三万方数据

利用高分子材料制备核壳结构

自组装、光敏感的向列型液晶/聚合物核壳纤维的构造和特征介绍 LC（液晶）材料和LC/聚合物材料已经广泛应用于多种灵敏的光调节装置[1-3]。最近，研究人员制备出了胆甾型液晶与表面涂有连续功能涂料的纤维基底复合的模型[4]。还有其他显示技术与纤维复合，如发光二极管（LED）[5]照亮光导纤维，有机发光二极管(OLED)装饰玻璃纤维[6]。 以前报道的技术大部分认为液晶对纺织品物理性能会造成负面影响，比如会降低纺织品的灵活性和透气性。LC材料具有某些独特的性质，如具有近晶状中间相、分子水平上的自动排列、双折射和非凡的力学性能，因此它可被用作制备复合纤维。静电纺丝制备的液晶弹性体与此类材料一样具有各向异性，有望制备某种机械器件[7-9]。据报道，静电纺丝制备的液晶聚硅氧烷具有胆固醇链和低分子量特性，且观察不到聚硅氧烷的相分离和低分子液晶[10]。另一方面，聚合物溶液中加入添加剂可以在同轴纺丝过程中保证小分子有效分散于纤维核心[11]，而不是表面[12]。例如，Lagerwall et al.报道过有关同轴纺丝时，将向列型液晶混入聚乙烯（乙烯吡咯烷酮）（PVP）/二氧化钛鞘，这是为了获得低分子量液晶为核、聚合物为壳的复合纤维[13]。用这个方法时，液晶材料通过一条独立的通道进入纤维中心。以前的各种研究报道过如何制备双折射纤维，但都没有描述有关这种核壳结构液晶超细纤维的光学结构和形态特征，或者有关液晶核对聚合物壳的影响。

本文成功地表征了低分子量液晶在静电纺丝过程中、在聚合物超细纳米纤维中心的自组装行为。研究人员获悉，电纺PLA超细纳米纤维的结构可利用光学特征进行表征。另外，有序的液晶纤维显示的光学特性表明液晶纤维阵列具有光调制特性。用均质液晶/聚合物溶液纺丝可以制备高度双折射和光灵敏性的液晶纤维结构。通过改变液晶溶液的浓度和静电纺丝的工艺参数可以获得光学性质和形态特征最佳的液晶复合纤维。用偏光显微镜（POM）和热分析仪证明：5CB在PLA纤维核心具有相分离和自组装能力，制成纤维后，5CB的质量分数超过28%。利用WAXD和DSC研究柔韧的5CB是如何影响PLA外壳结晶性的。 2、实验部分 2．1原料 聚丙醇酸（Mw=186000，Mw/Mn=1.76）、氯仿和丙酮（不用净化）、4-氰-4＇-戊基联苯（5CB） 2．2 静电纺丝过程 静电纺丝装置包括一个高压装置、一部可控注射泵、和一步安装在圆盘上的收集器。本研究使用的收集器包括一个铜质圆盘、一个菱形铝网、用玻璃基底包覆的铟锡氧化物（玻璃质地为细粒状，厚约1.1mm），还有与铜质圆盘配套的盖玻片（厚为0.1mm），5ml的玻璃注射器。静电纺丝装置水平放置，这是为了将纤维收集在离注射泵尖端6-16cm远的收集器上。5CB/PLA静电纺丝复合纤维的合成如下：首先，将5CB和PLA混合加入氯仿/丙酮溶剂（体积比为3：1）。将混合液

具有核壳结构的纳米复合高频软磁材料

“微纳电子技术”2008年第7期 专家论坛 P373-具有核/壳结构的纳米复合高频软磁材料 纳米器件与技术 P380-射频功率Trench MOSFET研制 P383-大功率激光二极管阵列正向特性研究 纳米材料与结构 P387-VO2热色智能玻璃研究进展 P392-静电纺丝制备复合纳米纤维研究进展MEMS器件与技术 P397-芯片上叉指电极介电电泳的模拟与实验研究P403-Parylene薄膜及其在MEMS中的应用 P411-基于声表面波技术的数字微流体微加热器研究P416-电化学乙醇气体敏感元件及其敏感特性研究显微、测量、微细加工技术与设备 P419-nA级电流检测电路和抗干扰技术研究 P423-钝化处理在消除多晶Si薄膜缺陷中的应用 微电子器件与技术 P428－半导体激光器焊接的热分析

专家论坛 P373-具有核/壳结构的纳米复合高频软磁材料 钟伟，汤怒江，靳长清，都有为 （XX大学固体微结构物理国家重点实验室，XX省纳米技术重点实验室，XX210093） 摘要：具有核/壳结构的复合纳米材料兼有外壳层和内核材料的性能，由于其结构和组成能够在nm尺度上进行设计和剪裁，因而具有许多独特的光、电、磁、催化等物理与化学性质。简要介绍了实验室在过渡金属纳米复合高频软磁材料研究方面的最新进展，内容包括：绝缘壳层（如SiO2、Al2O3、C－SiO2等）复合材料，能显著改善过渡金属纳米颗粒的热温度性，有效防止氧化和团聚，具有饱和磁化强度高、高频软磁性能优异的特点；半导体壳层（如ZnO）复合材料，研究了材料的光致发光性能，观测到在ZnO材料中较少出现的700 nm发光峰；螺旋碳纳米管与Fe组成的复合材料，实验结果表明该复合材料具有良好的高频吸波性能，有望成为新一代轻质高频吸波材料。 关键词：核/壳结构；复合纳米材料；软磁；高频；螺旋碳纳米管纳米器件与技术 P380-射频功率Trench MOSFET研制 苏延芬，X英坤，邓建国，胡顺欣，冯彬，董四华 （中国电子科技集团公司第十三研究所，XX050051） 摘要：在国内首次研制出了一种采用条状元胞结构、特殊的栅槽刻蚀条件、特殊的栅介质生长前处理工艺及多晶硅栅的射频功率Trench MOSFET器件。该器件漏源击穿电压大于62 V、漏极电流大于3.0 A、跨导大于0.8 S、阈值电压2~3 V、导通电阻比同样条件的VDMOS降低了19%~43%，在175 MHz、VDS=12 V下输出功率PO为7 W、漏极效率ηD为44%、功率增益GP为10 dB。 关键词：Trench MOSFET；导通电阻；沟道密度；垂直沟道结构；饱和压降 P383-大功率激光二极管阵列正向特性研究 杨红伟，X世祖，陈玉娟，家秀云

【CN109652628A】一种核燃料包壳用FeCrAl合金及其制备和晶粒尺寸控制方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910126790.0 (22)申请日 2019.02.20 (71)申请人 哈尔滨工程大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室 (72)发明人 乔英杰　王鹏　王晓东　苏鸿全　 王坤　戚文　张晓红　 (51)Int.Cl. C21D 1/26(2006.01) C21D 6/00(2006.01) C21D 8/02(2006.01) C21D 9/00(2006.01) C22C 38/06(2006.01) C22C 38/18(2006.01) G21C 3/07(2006.01) (54)发明名称 一种核燃料包壳用FeCrAl合金及其制备和 晶粒尺寸控制方法 (57)摘要 本发明属于核燃料包壳技术领域，具体涉及 一种核燃料包壳用FeCrAl合金及其制备和晶粒 尺寸控制方法。本发明所述的用于核电反应堆燃 料元件包壳的FeCrAl合金材料，以下组分组成： Cr，Al，Fe，杂质，其中，Cr合金元素的总重量百分 比含量为11.00wt％～14.00wt％，Al合金元素的 总重量百分比含量为5.50wt％-6.50wt％。本方 法制备的FeCrAl合金具有较好的高温氧化性能 及抗腐蚀性能。通过对合金元素含量、加工工艺 的控制，使得FeCrAl合金的晶粒尺寸能够满足设 计需要。同时本发明在制备FeCrAl合金材料的方 法中采用低温热轧、高温再结晶热处理等工艺， 使合金材料在1200℃水蒸气下具有非常优异的 抗高温氧化性能，高温蒸汽氧化速率远远低于目 前商用核电包壳材料Zr - 4。权利要求书1页 说明书5页 附图5页CN 109652628 A 2019.04.19 C N 109652628 A

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

用于超临界水堆燃料包壳的ODS铁素体钢的研究进展

第21卷第11期 2009年11月 钢铁研究学报 Journal of Iron and Steel Research Vol.21,No.11November 2009 基金项目:国家973重点基础研究发展计划资助项目(2007CB209800) 作者简介:何　培(19832),女,硕士生; E 2m ail :hepei0310@https://www.wendangku.net/doc/8714560826.html, ; 修订日期:2009206227 用于超临界水堆燃料包壳的ODS 铁素体钢的研究进展 何　培,　周张健,　李　明,　许迎利,　葛昌纯 (北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083) 摘　要:超临界水堆具有热效率高、系统简化、成本低等优点,成为第四代核反应堆中优先发展的堆型。ODS 铁素体钢由于其优异的高温力学性能和良好的抗辐照能力成为超临界水堆包壳最有希望的候选材料。旨在回顾 ODS 铁素体钢制造工艺,包括机械合金化参数的优化,热处理工艺的选择以消除力学性能上的各向异性。根据 超临界水堆包壳的服役条件,结合最新的实验数据,对ODS 铁素体钢的高温力学性能、在超临界水中的耐腐蚀性以及中子辐照稳定性进行了总结和展望。关键词:超临界水堆;氧化弥散强化;铁素体钢 中图分类号:TL35212 文献标识码:A 文章编号:100120963(2009)1120005207 Progress of Using Oxide Dispersion Strengthened Ferritic Steels as Fuel Cladding Materials in Supercritical W ater R eactor H E Pei ,　ZHOU Zhang 2jian ,L I Ming ,　XU Y ing 2li ,　GE Chang 2chun (School of Materials Science and Engineering ,University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,China )Abstract :Supercritical water reactor (SCWR )is considered to be the most promising reactor among G en IV reac 2tors due to its higher thermal efficiency ,considerable system simplification and improved economics.ODS ferritic steels have been considered as one of promising cladding candidate materials for SCWR because of the excellent properties ,such as superior high temperature strength and outstanding swelling resistance.The aim of this paper is to review both the fabrication technology of ODS ferritic steels ,including the optimization of mechanical alloying parameters and thermal treatment methods for ameliorating the densification and deforming work induced mechani 2cal anisotropy ,and the evaluation of the high temperature mechanical properties ,corrosion resistance in SCW and neutron irradiation resistance of ODS ferritic steels according to the working conditions in SCWR.K ey w ords :supercritical water reactor ;oxide dispersion strengthened ;ferritic steel 能源问题日益成为世界发展所面临的共同危 机。核能是解决我国能源问题的重要途径之一。超临界水堆(Super Critical Water Reactor ,SCWR )作为第四代核能系统国际论坛(Generation ⅣInter 2national Forum ,GIF )提出的六种概念堆型中唯一的水冷堆,具有高效率、低消耗、低成本等优点。材料问题是目前SCWR 发展面临的两大技术难题之一[1]。反应堆元件包壳是反应堆中工况最苛刻的重要部件,面临着核燃料、高温高压、超临界水的腐蚀和强烈的中子辐照。根据2002年GIF 发布的SC 2 WR 技术报告,燃料包壳及堆内构件要求具有以下 特性[1]: (1)在工作温度范围(280～620℃,非正常情况 高达840℃ )具有高强度和耐腐蚀性; (2)低的应力腐蚀开裂(SCC )敏感性; (3)较低的中子吸收截面和吸收中子后的感生放射弱性; (4)中子辐射稳定性:低辐照肿胀、低辐照脆性、低活化; (5)易加工成型。

核壳结构-摘要

随着科学技术的快速发展，人们对功能型器件的要求越来越高，多铁性材料由于同时具有铁磁性能和铁电性能，并且能够通过两者的耦合协同作用，赋予材料新的发展潜力使其在存储器、传感器、转换器等多功能电子器件中具有很大的应用价值。 目前具有多铁性的单相体系较少，比较理想的只有铁酸铋，但其铁电性和铁磁性非常弱，为了改善多铁性，本研究采用具有较好铁电性的钛酸钡和较好铁磁性的铁酸钴，将二者制备成核壳结构，以提高材料的多铁性。目前研究CoFe2O4/BaTiO3核壳结构多铁性材料的报道较少。本文将首先通过沉淀法和溶胶-凝胶法制备铁电相钛酸钡、化学共沉淀法制备铁磁相铁酸钴，然后在此基础上通过溶胶-凝胶法和表面沉积法以铁磁相为核、铁电相为壳合成出具有核壳结构的CoFe2O4/BaTiO3多铁性复合材料，利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和铁电测试仪等手段研究材料的组分、微形貌、铁磁性和铁电性能。 采用沉淀法和溶胶-凝胶法制备BaTiO3，研究不同工艺条件对制备产物的影响。在沉淀法中，研究了反应温度、反应浓度、反应时间、加料方式和煅烧温度对产物的影响。由实验结果可知，随着反应温度的升高、反应浓度的增大，产物粒径都逐渐减小;随着反应时间的延长，颗粒粒径则逐渐增大;逐渐滴加钛酸丁酯醇溶液时，所得颗粒粒径较大，结晶度较好;随着煅烧温度的升高，颗粒粒径逐渐增大，纯度逐渐提高，在此基础上确定了实验的最佳条件:反应温度为85℃，反应浓度为1.0 mol/L，逐滴加入钛酸丁酯醇溶液，反应1.5h后干

燥的粉体在850℃下煅烧2h。在溶胶-凝胶法中，研究了pH值、反应温度、醇盐浓度和煅烧温度对产物的影响。由实验可知，随着pH值的增大，凝胶时间逐渐缩短，粉体粒径先减小后增大;随着温度的升高，凝胶时间逐渐缩短，粒径则逐渐增大;随着醇盐浓度的增大，凝胶时间逐渐缩短，粒径则先增大后减小;煅烧温度达到700℃时，可以得到纯度很高的钛酸钡粉体，温度继续升高，粒径增大，在此基础上确定了实验的最佳条件:pH值为4、反应温度为50℃左右、醇盐浓度为 1.0mol/L下制备出凝胶，700℃下将凝胶煅烧2h。 CoFe2O4是一种性能优良的软磁材料，其突出特点是具有较高的磁晶各向异性常数(室温下为2.7×105 J·m3)、较高的矫顽力（室温下达到3.4×105 A·m-1）、温和的磁饱和强度(72A·m2·kg-1)。本文采用共沉淀法制备出了铁酸钻粉体，研究了反应温度、反应时间、反应浓度、加料方式等条件对粉体粒径的影响。实验结果表明，随着温度的升高和反应时间的延长，产物的粒径逐渐增大;随着反应浓度的增大，粒径则逐渐减小;迅速倒入沉淀剂时得到的粉体粒径更小，在此基础上得到了制各CoFe2O4粉体的最佳实验条件:反应温度为80℃、反应30min、沉淀剂浓度为5 mol/L迅速倒入，可制得纯度很高的纳米级粉体。 在前面两部分的实验基础上，通过表面沉积法和溶胶-凝胶法制备核壳结构CoFe2O4/BaTiO3多铁性复合粉体。通过XRD分析，两种方法都能得到BaTiO3和CoFe2O4的复合相，且纯度很高。TEM表明两种方法制备的粉体都有团聚现象，颗粒粒径属于纳米级别，并初步

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/8714560826.html,,f xchen@w i https://www.wendangku.net/doc/8714560826.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

耐事故燃料包壳涂层材料研究现状

耐事故燃料包壳涂层材料研究现状 1 前言 福岛事故暴露了现有UO2-锆合金燃料形式在抵抗严重事故性能方面的不足。锆合金涂层是耐事故燃料包壳的技术方向之一。通过在锆合金包壳表面添加涂层，使传统锆合金包壳材料发挥更大的效能或能经受苛刻的使用环境，并延长其使用寿命。目前国际上研究的锆合金涂层主要包括以下方向：MAX相涂层、Si涂层、Cr涂层等。 2 MAX相涂层 2.1 发展现状 MAX相材料是继碳化硅陶瓷材料发展之后一种新型的三元陶瓷材料，其微观结构具有典型的层状特征，宏观特性兼具结构陶瓷和金属材料的性能优势，如良好的导热性和导电性，易于机械加工，密度小，抗热振动，不易弯曲，较低的热膨胀系数，兼具各向异性的力学性能和各向同性的热学性能[1]。代表性的MAX相材料包括TixSiCy、TixAlCy等。 结合MAX相涂层的优点，采用MAX相涂层技术的锆合金包壳，

在保证涂层完整性的前提下可以解决包壳的如下问题： 1）提高正常运行下的耐腐蚀性能，减少氧化和吸氢（减少氢化和脆化），以及氢化物再取向。 2）缓解严重事故的后果：提高了高温下包壳强度；通过减少包壳氧化速率和阻止蒸汽与锆合金的直接接触，显著减少事故下的产氢速率，缓解严重事故后果和延长反应堆应对时间。 3）改善流致振动导致的磨损。 美国Drexel大学围绕MAX相核材料正在开展一系列研究，如MAX 相材料的中子辐照损伤特性、氟盐环境和液态铅铋中的腐蚀、包壳管的制备、MAX相与核燃料界面反应特性等。西屋公司报告中指出Ti3AlC和Ti3SiC2三层陶瓷由于易加工、高韧性，均有可能作为燃料包壳材料，而且以上两种材料的导热性同其他包壳（锆合金、SiC基包壳、304不锈钢）相比较大。西屋公司的报告认为，对于升高温度下的安全裕量，Ti3AlC表现较好，仅次于SiC。法国、意大利、澳大利亚等也相继发表了一系列MAX相材料的离子辐照损伤行为研究成果，显示出该类材料具有优越的耐辐照损伤特性和高温自修复能力。但是，Ti3AlC材料没有相关工程应用经验，而且有较大的中子吸收截面（与不锈钢相近）。

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/8714560826.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/8714560826.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

包壳材料介绍——试题

包壳材料介绍 1. 燃料包壳的作用是什么？ 保护燃料芯块不受冷却剂的侵蚀、避免燃料中裂变产物外泄，使冷却剂免受污染、保持燃料元件的几何形状并使之有足够的刚度和机械强度。 2. 燃料包壳处于什么工况？ 包容核燃料，承受高温、高压和强烈的中子辐照、包壳内壁受裂变气体压力、腐蚀、燃料肿胀、吸氢致脆和芯块包壳的相互作用等危害、包壳外壁受冷却剂压力、冲刷、振动和腐蚀以及氢脆等威胁。 3. 燃料包壳要求有哪些性能才能满足使用要求？ 核性能：小的中子吸收截面，辐照稳定性； 特别是热中子堆或用天然铀作燃料的反应堆，对包壳材料中子吸收截面的限制十分严格； 堆快中子堆，大多数元素的快中子吸收截面很小，选择材料的余地比较大。但对材料的稳定性及耐蚀性的要求更为突出； 通常选用截面小于1巴的金属为主要组分，吸收截面为数巴的元素作为合金化元素，截面在几十巴的杂质的含量限制在量级。 机械性能：足够的机械强度（高温强度） 化学性能：抗腐蚀性能、与冷却剂、裂变产物及燃料的相容性。 4. 常用的燃料包壳有哪些？ 可作为包壳材料和堆内结构材料的金属元素必须是低中子吸收截面的材料。根据它们的性能特点，各种材料的包壳用于不同的堆型。 如Al和Al合金用于低温水冷堆、压水堆中用Zr合金（如Zr-4，M5），BWR用Zr-2合金、Nb用于快中子堆。 5. 锆合金的合金化目的是什么？ 1、锆的性能很容易受杂质的影响； 2、高纯锆有良好的抗蚀性，但对纯度要求苛刻，价格昂贵，因此工程中多降低对原料纯度要求，通过合金化提高其抗蚀性和机械性能。 6. 锆合金的腐蚀特征有哪些？ 高温下的耐蚀性不足：360℃以上水中的耐蚀性差、燃料芯块与包壳的交互作用（PCI）及包壳的应力腐蚀破坏（SCC）。 1、均匀腐蚀 在高燃耗（50GWd/tU）下，氧化膜厚度增到50-60μm，伴生的应力易使氧化膜破裂或剥落，所以包壳管的水侧均匀腐蚀受到重视。 2、疖状腐蚀

二氧化硅空心球及核壳结构的制备与形成机理研究.

中国科学技术大学 博士学位论文 二氧化硅空心球及核壳结构的制备与形成机理研究姓名:万勇 申请学位级别:博士 专业:无机化学 指导教师:俞书宏 20070501

中国科学技术大学博士学位论文 同效应等。因此复合纳米结构材料实际上综合了物质本征特性、纳米尺度效应、组合效应引起的新功能等多项效应,可能具有一般单一纳米材料所不具备的特殊性能。异质复合纳米材料与单一同质纳米材料相比,其物理化学稳定性、半导体纳米材料的光学非线性、铁磁流体的易分散性、部分金属的催化特性等都明显增强,近年来这类材料在纳米尺度范围内组装与改性备受瞩目。这类复合材料包括准零维核壳(Core-Shell纳米颗粒,准一维的纳米同轴光缆以及由纳米管(如碳纳米管包裹形成的Rod-Sheath结构材料等。核壳复合材料,顾名思义,就是由中心的核以及包覆在外部的壳组成。核壳部分可由多种材料组成,包括高分子、无机物和金属等,对于核与壳由两种不同蓟9米物质通过物理或化学作用连接的材料,都被称为核壳纳米复合材料,它们多为球形颗粒。下图概念性演示了从纳米晶体出发,经由尺寸控制、形貌控制、晶体排列以及复合生长(如:核壳包覆,可以合成出各种各样的纳米材料。 Composite

Scattering.HOTS Control。Alloys SERS。Mie Theow _Doping o 1, Quantum .Size Effects MultiLayer or t 0nion Structures I Core-ShelI — Syn廿1esis ?●—●——●_-———一 NanoCapsules / Inverse Space Filling 幽赢:-;|i{I I A B diode I I :I a n i s o t r o p l c structures II 超划●—一-!!!_””。-- .I AB Crystal Chirals&.Polarizing Structures 微球形材料是指直径在纳米级至微米级,形状为球形或其它几何体的材科,其形貌包括空心、实心、多孔、椭球等样式。因其特殊尺寸和特殊结构,微球形 阕圈 ∞的a n 勃∞40 n h &

溶胶-凝胶法制备核壳结构纳米复合粒子

实验名称：溶胶-凝胶法制备核壳结构纳米复合粒子 实验需要购买药品：苯乙烯（St）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP, M W＝40,000）、偶氮二异丁基脒盐酸盐（AIBA）、正硅酸乙酯（TEOS）、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH570）、乙烯基三甲氧基硅烷（KH550）、二乙烯基苯，无水乙醇（EtOH）、氨水（25～28 wt.%），去离子水。 实验需要的器材和耗材：磁力搅拌子20个、25mL烧杯20个、一次性滴管（500只）、铜网（100个）、滤纸（2包） 实验室需要用到的仪器设备：透射电镜（4次，每次1小时）。磁力搅拌器（12-15台） 材料学院大楼311房间高分子化学实验室

实验 4 溶胶-凝胶法制备核壳结构纳米复合粒子 【目的要求】 1. 掌握溶胶-凝胶法的基本原理 2. 掌握用溶胶-凝胶法制备核壳结构纳米复合粒子的方法 3. 掌握透射电镜观察复合粒子形貌的方法 【基本原理】 金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再点反应物种多，产物颗粒均一，过经低温热处理而生成纳米粒子。其特程易控制，适于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的制备。 溶胶一凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法，在软化学合成中占有重要地位。在制备玻璃、陶瓷、薄膜、纤维、复合材料等方面获得重要应用，更广泛用于制备纳米粒子。溶胶－凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中，然后经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合，开始成为溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，经过干燥和热处理制备出纳米粒子和所需要材料。 胶体（colloid）是一种分散相粒径很小的分散体系，分散相粒子的重力可以忽略，粒子之间的相互作用主要是短程作用力。 溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1～1000nm 之间。 凝胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1％～3％之间。简单的讲，溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。