核壳纳米材料

1、核壳材料的应用核壳材料的应用目录目录核壳结构简介核壳结构简介 核壳结构的性质核壳结构的性质 主要应用概述主要应用概述 结论与展望结论与展望 核壳结构简介核壳结构简介 l core/shell structured materials:l hollow structured materials:l yolk/shell structured materials:最常用的壳材料：最常用的壳材料：SiOSiO2 2SiO2优点易于包覆易于包覆 价格便宜价格便宜 光学透明光学透明 化学稳定化学稳定 1. P Mulvaney, et al, J. Mater. Chem. , 2000, 10,.12

2、59.核壳结构的性质核壳结构的性质1.光学属性光学属性通过小幅调整壳的厚度，核壳颗粒的颜色可以在红、粉红、紫到蓝色之间调节2。2.增强荧光增强荧光 包覆可以减少光漂白，包覆另一层半导体可以显著增强荧光2。壳材料的选择对电子空穴对的分布位置很重要3。2. Suchita Kalele, et al, Curr. Sci. , 2006. 91(8), 1038.3. Sungjee Kim, et al, J.A.C.S., 2003, 125, 11466. 3.增强热稳定性增强热稳定性 用二氧化硅封装可以显著增强纳米颗粒的热稳定性。通过改变壳的厚度，熔点随着壳的增厚而升高2。4.改善催化特性

3、改善催化特性 纳米颗粒属热力学不稳定体系，倾向于团聚而失活。包覆一层稳定的氧化物例如二氧化硅，就可以大大改善 2 。5.磁性磁性 磁性材料易于凝聚，且反应是各项异性的。包覆以后，可改善其表面特性2。超薄的壳对其磁性影响很小，并且可以通过壳厚度调节其对外界显示的磁性4。2. Suchita Kalele, et al, Curr. Sci. , 2006. 91(8), 1038.4 Ming Zhang, et al, Nanotechnology, 2008, 19,. 1主要应用概述：主要应用概述：5. Xiongwen Lou, et al, Adv.Mater., 2008, 3987

4、.核壳材料核壳材料催化剂催化剂 充电电池充电电池 生物医学生物医学 污染治理污染治理 微反应器微反应器 光学限制器光学限制器 储氢储氢 其他其他 催化剂催化剂AuSiO2 包覆一层二氧化硅壳后，可避免聚集，保持活性。同时，包覆后的颗粒很容易通过分离和分散6。且具有热稳定抗烧结的优点7。6. Joongoo Lee, et al, Adv.Mater. , 2008, 20, 1523.7. Pablo M Arnal, et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 8224.光催化剂光催化剂8 Yuanzhi Li, et al, J. Phys. Chem.

5、 C , 2008 112 14973. 在YG表面包覆一层二氧化钛膜，得到了有“含染料聚合物二氧化钛”核壳结构的二氧化钛杂化光催化剂8。锂离子电池锂离子电池SnC 用碳包覆后，碳壳可以阻止锡金属之间的聚集，内部空隙可容纳锡金属在充放电过程中的体积变化，是一种理想的阳极材料10。9. Kyu T Lee, et al, J.A.C.S., 2003, 125, 5652.10 Wei-Ming Zhang, et al, Adv. Mater., 2008, 20 1160.生物医学生物医学( (药物缓释药物缓释) ) 多层包覆的核壳结构可用于药物缓释11。11 Haolan Xu, et a

6、l, Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, 1489.12 Yufang Zhu, et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2005,44, 5083. pH值或者离子强度等条件产生结构性能的响应，实现对介孔孔道的封堵与开放，起到开关作用12制氢及制氢及储氢储氢 PdPt 核壳纳米结构具较强的储氢能力。氢原子绝大部分位于钯核和铂壳的交界处，说明核壳交界在形成氢化物方面起重要作用 13。13 Hirokazu Kobayashi, et al, J.A.C.S., 2008, 130, 1818.污染治理污染治理14 Jinbo Fei, et a

7、l, Adv.Mater. , 2008, 20, 452. 二氧化锰空心纳米材料在除掉污水中的有机污染物方面有很好的效果14。微反应器微反应器 空心核壳材料可以作为高效微反应器，发生磺酸苯乙烯聚合。在狭小空间内得到的聚合物其分子量要大得多15。该微反应器可允许对纳米微粒形状的调控16。15 Won San Choi, et al, Angew. Chem. Int. Ed. , 2005, 44,1096.16 Yadong Yin, et al, Science, 2004, 304, 711.光学限制器光学限制器-optical limiters-optical limiters AuA

8、gTiO2ZrO2，都是有着很高的激光损伤阈值的强光学限制器17。17 Renjis T Tom, et al, Langmuir, 2003, 19, 3439.其他应用其他应用18 Hongyou Fan, et al, Nat. Mater. , 2007, 6, 418.19 Suchita Kalele, et al, Curr. Sci. , 2006. 91(8), 1038.20 Yu Lu, et al, Nano Lett., 2002. 2(7), 785. 模仿骨头气泡结构的硅土材料纳米结构在气泡体积增加时可能会带来更佳的性能，可满足膜栅栏、分子识别传感器、低介电常数膜栅栏、分子识别传感器、低介电常数绝缘体绝缘体等下一代微电子设备需要的技术18。