核壳结构纳米复合材料的制备

助　能　材　料　２００８年第１１期（３９）卷　

纳米Ｆｅ粒子包覆微米Ａｌ复合材料的制备与表征。　

王　毅　，姜　炜　，张先锋　，程志鹏　，安崇伟　，郭效德　，李凤生　

（１．南京理工大学国家特种超细粉体工程技术研究中心，江苏南京２１００９４；　

２．南京理工大学机械工程学院，江苏南京２１００９４）　

摘要：采用置换法，通过在溶液中引入Ｆ一离子，实　现了弱酸性条件下Ｆｅ纳米粒子在微米Ａｌ粉表面定　

量、快速地化学沉积，制备出具有核壳结构的Ｆｅ／Ａｌ微　

纳米复合粒子。将该复合粒子中的Ａｌ核用盐酸溶蚀　

后得到由纳米Ｆｅ粒子组成的空心球壳。利用ＳＥＭ、　

ＥＤＳ、ＸＲＤ、ＢＥＴ和ＴＧ／ＤＳＣ对产物进行了相应地表　

征，结果表明，微米Ａ１核表面被一层粒径约为３Ｏ～　

６０ｎｍ的Ｆｅ纳米粒子致密包覆，Ｆｅ／Ａｌ复合粉体的比　

表面积达到１１．９９３ｍ　／ｇ较包覆前的１．０８２ｍ　／ｇ增加　了ｌ１倍，且Ｆｅ／Ａｌ微纳米复合粉体与ｏ２反应的活性　

明显高于原料Ａｌ粉。　关键词：复合材料；表面包覆；置换法；Ａｌ粉；纳米Ｆｅ　

粒子　

中图分类号：ＴＢ３３１　文献标识码：Ａ　

文章编号：１００１－９７３１（２００８）１１－１９００—０３　

１　引　言　

近年来，微纳米复合材料的制备以及微米金属粉　的改性研究引起了材料科学界的普遍重视［１卅］。作为　

一种可燃剂，球形微米Ａｌ粉具有很高的燃烧热和体积　

热值，因此被广泛应用于多种含能材料的制造，如固体　

火箭推进剂、高能炸药及烟火、火工药剂等［｜叫］。然　

而，由于存在粒度大、燃烧不充分、燃烧产物熔（沸）点　

高和易烧结等因素，微米Ａｌ粉的应用受到很大程度的　

限制，其潜在高热值无法充分利用。国内外研究表　

明［７　］，对微米级Ａｌ粉进行表面包覆处理是促进Ａｌ粒　

子点火、改善燃烧效率、减小产物结块行之有效的方　

法。目前，以金属粒子包覆Ａｌ粉常采用化学镀　

法［９　。然而，化学镀液ｐＨ值较高，容易对Ａｌ粉造　

成严重腐蚀。因此，能在近中性的水溶液中实现纳米　

第６卷第５期　

２０１３年１０月　中国光学　

Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｏｐｔｉｃｓ　Ｖｏ１．６　Ｎｏ．５　０ｃｔ．２０１３　

文章编号１６７４－２９１５（２０１３）０５－０７４３－０７　

金纳米棒核／二氧化硅壳纳米复合结构的　

可控制备及细胞成像　

王英帅　，周　颖　，王琚楠　，邵　丹。，孙允陆　，李　晶　，董文飞　

（１．吉林大学集成光电子国家重点联合实验室，吉林长春１３００１２；　

２．吉林大学白求恩第二医院心血管内科，吉林长春１３００４１；　

３．吉林大学白求恩医学院药理系，吉林长春１３００２１）　

摘要：采用模板合成以及溶胶凝胶方法制备了金纳米棒核／二氧化硅壳（ＧＮＲ＠ＳｉＯ：）纳米复合粒子，探讨了这种新型纳　

米复合结构的可控制备、光谱性质、细胞毒性和细胞成像。通过紫外可见分光光度计、透射电镜、共聚焦显微镜对样品进　

行表征，结果表明：通过对反应时间的调控，获得的纳米复合粒子的二氧化硅壳层厚度可以控制在２０～３０　ｎｍ。由于二氧　

化硅壳层的存在，大大提高了金纳米棒的稳定性，同时降低了金纳米棒的细胞毒性；此外，由于二氧化硅壳层具有良好的　

化学修饰作用，因此可以将荧光探针分子标记在二氧化硅壳层表面，修饰后的纳米复合粒子可以通过细胞内吞作用进入　细胞，从而实现细胞内的光学成像。因此，该纳米粒子复合材料在生物传感、细胞成像以及光热治疗等方面有着良好的　

应用前景。　关键词：金纳米棒；二氧化硅；核壳结构；细胞毒性；细胞成像　

中图分类号：０４８２．３；ＴＢ３８３　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３７８８／ＣＯ．２０１３０６０５．０７４３　

Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｅｌｌ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｏｆ　ｇｏｌｄ　

ｎａｎｏｒｏｄ－ｓｉｌｉｃａ　ｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　

ＷＡＮＧ　Ｙｉｎｇ—ｓｈｕａｉ　，ＺＨＯＵ　Ｙｉｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｊｕｎ－ｎａｎ　’　，ＳＨＡＯ　Ｄａｎ。，　

ＳＵＮ　Ｙｕｎ—ｌｕ。．ＬＩ　Ｊｉｎｇ　．ＤＯＮＧ　Ｗｅｎ—ｆｅｉ　

《纳米材料与纳米技术》论文

水热碳化法制备碳纳米材料

摘要：水热碳化法是一种重要的碳纳米材料的制备方法，本文综述了近年来以糖类和淀粉等有机物为原料，采用水热碳化法制备各种形貌可控碳纳米材料的研究现状，并提出了该方法研究中存在的问题以及今后可能的发展方向。

关键词：水热碳化法、碳纳米材料、碳微球、碳空心球、核壳结构复合材料

1 引言

形态可控的碳纳米材料由于独特的结构和性能而受到研究者的普遍关注[1]，常见的制备方法有化学气相沉积法(CVD)[2]、乳液法[3]和水热碳化法[4]等。

水热碳化法是指在水热反应釜中，以有机糖类或者碳水化合物为原料，水为反应介质，在一定温度及压力下，经过一系列复杂反应生成碳材料的过程[5]。图1为水热碳化法所制备的各种形貌的碳材料。与其他制备方法相比，采用水热碳化法所制备的纳米碳材料具有显微结构可调、优良的使用性能、产物粒径小而均匀等特点。

本文综述了水热碳化法制备形态可控碳纳米材料的最新研究进展，概括了工艺因素对碳纳米材料合成过程的影响，最后提出了水热法合成碳纳米材料今后可能的研究方向。

图 1 水热碳化法制备各种形貌碳材料的示意图

2 水热碳化法制备碳微球

碳微球由于具有大的比表面积、高的堆积密度以及良好的稳定性等，被应用于锂离子电池[6]、催化剂载体[7]、化学模板[8]、高强度碳材料[9]等方面，拥有广阔的应用前景。

Yuan等[10]以蔗糖为碳源，先采用水热碳化法合成碳微球，再使用熔融的氢氧化钾溶液

对合成产物进行活化处理，制得粒径为100-150nm的碳微球。研究表明活化后碳微球的石墨化程度有很大提高，且表现出良好的电化学性能。其比容量达到382F/g，单位面积电容达到19.2μF/cm2，单位体积容量达到383F/cm。

Liu等[11]以琼脂糖为原料，采用水热碳化制备出粒径范围为100～1400nm的碳微球， 研究结果表明碳微球的粒径随琼脂糖的浓度的增加而增大，且所制备的碳微球的表面富含大量的含氧官能团，这些官能团可以很好地吸附金属离子或者其它有机物等，因此该材料在生物化学、药物传输以及催化剂载体等方面具有很好的应用前景。

【摘要】核壳复合结构兼具壳层和内核粒子的双重优良性能，在　很大程度上降低了材料的比重和造价，在众多领域得到了广泛的应　用。本文主要综述了目前金属核壳复合结构的制备方法，主要方法有　化学镀法、化学沉积法，模板法、超声化学法，自组装法，并阐述　了不同制备方法的原理。　【关键词】核壳复合结构；制备方法，原理　１前言　具有核壳结构的复合粒子一直吸引着国内外研究人员的极大关注…。　这是因为核壳粒子不仅同时具有内核与外壳材料的诸多性质，而且这种　特殊的结构又赋予其不完全同于核和壳材料自身的物理和化学性质，故　这类材料在光、电、磁、催化和生物等领域有着广泛的应用前景　。金　属有其优良的导电性能，但是比重大，造价高限制其在一定范围内应　用。纯金属有优良的性质，银的导电性最好，体积电阻率分别可达１．６　Ｘ　１０－６　Ｑ・ｃｍ，但造价很高，比重大。人们希望在利用银的良导电性的　同时，能够尽可能的降低它的比重和造价。于是，人们尝试将银和其它　材料进行复合制备复合材料，通过将银和其他金属、金属氧化物、非金　属的结合制备得到的复合结构，不仅具有银的良导电性，同时大大降低　了材料了比重和价格。目前，制备核壳复合结构的主要方法有化学镀　法、化学沉积法、模板法、超声化学法、白组装法。　本文综述了目前制备核壳复合结构的主要制备方法和合成原理，并　比较不同制备方法的优劣。　２主要制备方法　２．１化学镀法　电镀是利用外加的电流将金属离子还原成金属的过程。化学镀法是　通过化学法在镀层表面沉积金属的方法。电镀的基本原理是：通过对镀　层表面进行预处理，通过物理化学法将金属从金属离子溶液中还原出并　沉积在待镀层表面。例如：黄少强等人＿］　通过化学镀法成功制备出在玻　璃微珠表面镀银，首先对玻璃微珠表面进行预处理，使玻璃微珠表面产　生活性点，然后配置前驱体液，最终通过化学还原银氨溶液在活性玻璃　微珠表面包覆一层银纳米粒子。刘惠玉等　也通过化学镀法分两步合成　ＰＳ／Ａｇ核壳复合粒子。化学镀方法虽然简单，包覆层也比较致密，也容　易控制反应速率，但操作比较复杂，需要对内核材料进行粗化、敏化、