原子级壳层厚度Ru@ Pt核壳结构纳米粒子的制备与表征

采用连续多元醇法,以RuCl_3·xH_2O和PtCl_2为前驱体,乙二醇为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂的反应体系,并通过调节PtCl_2用量和还原温度成功制备了壳层厚度约为1.5个Pt原子层的单分散Ru@Pt核壳结构纳米粒子,利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等分析方法对其微观结构、粒径分布、晶型结构、物相组成进行了表征。结果表明,该纳米粒子分布均匀且基本为球形,平均粒径约为3.57 nm,其中内核直径约为2.49 nm,外壳厚度约为0.55 nm,壳层金属Pt具有很好的晶型,Pt原子主要为{111}晶面,内核金属Ru与外壳金属Pt互相产生了电子效应使Pt的衍射峰和Ru、Pt的电子结合能产生了一定偏移,并初步研究了有效控制该核壳结构纳米粒子壳层厚度和增强核与壳两种金属之间电子效应的因素,使其有望在催化等领域发挥潜在的应用价值。

Pt NPs增强ZnO@ZnS核-壳异质纳米棒光催化产氢性能研究

采用原位光沉积方法将铂纳米颗粒(Pt NPs)负载在核-壳异质纳米棒ZnO@ZnS表面,制备出ZnO@ZnS/Pt复合光催化剂。调控Pt NPs在ZnO@ZnS表面的负载量,探究了不同质量的Pt NPs对光催化产氢气性能的影响。结果表明,当贵金属Pt的负载量为2%(ZnO@ZnS/Pt-2)时,复合光催化产H_(2)性能最好,产氢速率为4.52 mmol/(g·h),是ZnO@ZnS的1.8倍,催化剂表现出优异的催化稳定性。在此复合材料中,贵金属Pt纳米颗粒作为助催化剂,Pt对H~+具有较低的吸附能,优先吸附H~+,光生电子转移到Pt纳米粒子表面,H^(+)在其表面得到光生电子,被还原为氢气,成功地抑制了光生电子和空穴的复合,有效地提升了催化剂的催化性能。

用于锌-空气电池的Pd纳米颗粒核壳结构与缺陷调控催化剂

研发高效稳定的双功能电催化剂以增强锌-空气电池中析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)的性能,是实现可持续能源转换与存储系统的关键。采用一步电沉积法和碱刻蚀工艺制备了一种表面富含缺陷和介孔的NiFe层状双氢氧化物纳米片包裹Pd纳米颗粒的核壳结构(Pd/D-NiFe-LDH)。由于具有核壳结构、丰富的缺陷和增多的活性位点,Pd/D-NiFe-LDH表现出优异的催化活性,在10 mA·cm^(-2)电流密度下,其OER的电位与ORR半波电位之差仅为0.69 V。基于Pd/D-NiFe-LDH的液态锌-空气电池和准固态柔性锌-空气电池的最大功率密度分别达到114.7和89.4 mW·cm^(-2),长期循环测试结果分别超过了400和150 h。

水热-烧结法制备Cr^(2+):ZnSe/ZnSe核壳结构纳米孪晶

Cr^(2+)掺杂ZnSe纳米晶是一种重要的中红外材料,核壳结构的ZnSe基半导体纳米晶表现出优异的光学、电学与催化性能。纳米晶的缺陷可以影响其性能,如具有孪晶结构的纳米晶拥有更高的强度和硬度。为了提高掺杂纳米晶的综合性能,本工作以可溶性Zn盐为Zn源,以新制NaHSe溶液为Se源,以Cr(AC)_(2)为掺杂源,通过两次水热过程制备了核壳结构Cr^(2+):ZnSe/ZnSe,在氩气保护或高真空下分别于400和800℃烧结获得了室温下化学性质稳定的纳米晶。结构和形貌表征结果显示,纳米晶尺寸主要集中在20~30 nm之间,壳体厚度约为2.6 nm,纳米晶具有层错缺陷,并由此发展成为孪晶。分析可知孪晶面为(111),相邻两晶面夹角为70.02°,误差在±0.5°以内。随着样品结晶度提高,孪晶密度增大,表明释放晶格畸变能为层错和孪晶的形成提供驱动力,孪晶的形核与长大符合位错诱导机制。XPS分析表明,Cr元素以+2价存在于纳米晶中;反射光谱测试结果分析发现,烧结的纳米晶在1775 nm附近存在吸收带,表明所制纳米孪晶具有潜在的中红外发光性能。

不同核壳结构的CsPbBr_(3)纳米晶体的稳定性、生物相容性能

CsPbBr_(3)钙钛矿纳米晶体(PNC)由于出色的光学性能使其在生物领域具有广泛的应用前景,但CsPbBr_(3)PNC的低稳定性及高毒性大大限制了其实际应用。因此,通过壳层包裹,采用室温重结晶法分别将环糊精(CD)和SiO_(2)包覆在CsPbBr_(3)PNC表面合成核壳结构的CsPbBr_(3)@CD和CsPbBr_(3)@SiO_(2)。不同的包覆材料使PNC具有不同的光学特性、稳定性及生物相容性。其中,CsPbBr_(3)@SiO_(2)的荧光量子产率(36.16%)约为CsPbBr_(3)@CD(14.39%)的2.5倍。CsPbBr_(3)@SiO_(2)的平均荧光衰减寿命(101.43 ns)约为CsPbBr_(3)@CD(68.73 ns)的1.5倍。在30℃、湿度为60%的空气中放置10天后,CsPbBr_(3)@SiO_(2)荧光强度约为CsPbBr_(3)@CD的3.9倍。将CsPbBr_(3)@CD和CsPbBr_(3)@SiO_(2)与细胞共培养,细胞存活率分别为51.27%和88.57%。结果表明,相较于CsPbBr_(3)@CD,CsPbBr_(3)@SiO_(2)具有更好的光学特性、稳定性以及生物相容性,更有利于在生物医学领域应用。

核壳结构纳米纤维在口腔组织再生中的应用

背景:核壳结构纳米纤维因具有良好的生物力学性能、可控的药物释放及多功能性相结合受到越来越多的关注,也使其在口腔组织再生领域有着广泛的应用前景。目的:针对核壳结构纳米纤维的制备、载药类型及释放原理以及在口腔组织再生修复中的应用研究作一综述。方法:应用计算机检索中国知网、PubMed数据库2000年1月至2022年11月收录的文献,中英文检索词分别为“静电纺丝、核壳结构、药物传递系统、颌骨再生、软骨再生、牙周组织再生”和“electrospinning、core-shell structures、drug delivery systems、jaw bone regeneration、cartilage regeneration、periodontal tissue regeneration”。结果与结论:①核壳结构纳米纤维的制备方法多样,其中同轴法和乳液法静电纺丝具有操作简单、材料选择多样性和生物相容性良好等独特优势;②核壳结构纳米纤维可作为抑菌剂、不同类型药物载体及细胞黏附的支架,为口腔组织再生提供了新的治疗方案;③核壳结构纳米纤维可控的降解及药物释放速率可以更好地适应口腔组织缺损修复愈合过程,实现组织理想再生。

核壳结构nAl@Cu(BTC)/Fe(BTC)纳米铝热剂的制备及燃烧性能

为了解决纳米铝热剂的制备工艺中组分分布不均匀和燃烧效率低等问题,采用层层组装技术将铜‐均苯三甲酸(Cu(BTC))和铁‐均苯三甲酸(Fe(BTC))交替包覆在nAl表面,制备核壳结构nAl@Cu(BTC)/Fe(BTC)纳米铝热剂,并对其结构、形貌、热反应性能(铝热反应温度)和燃烧性能(燃烧时间、点火延迟时间和燃烧温度等)进行研究。结果表明:层层组装技术可以调控包覆层的厚度和形貌,随着包覆层厚度的增加纳米铝热剂从粗糙疏松逐渐变得光滑致密;交替包覆12层Cu(BTC)/Fe(BTC)的纳米铝热剂燃烧剧烈,火焰传播速率较快,在0.710 s内火焰达到最大,具有适中的点火延迟时间(0.509 s)、最短的燃烧时间(2.036 s)和最高的燃烧温度(1425℃),此时,Cu(BTC)和Fe(BTC)的协同作用使其铝氧化反应温度峰值降低到552.5℃和735.0℃。

前沿科研成果融入应用化学专业综合实验教学——新型二氧化硅交联胶束核壳纳米粒子在药物缓释方面的应用

设计了一个新型二氧化硅交联胶束核壳纳米粒子“合成、表征、应用”进阶式的本科生化学综合实验。首先,在聚合物自组装形成胶束的过程中加入硅源,使其与二氧化硅交联形成具有水溶性外壳和脂溶性内核的核壳结构的纳米粒子,再利用脂溶性内壳装载姜黄素药物,最后对装载姜黄素纳米进行药物缓释研究。本实验可以开拓学生的科研视野、熟悉纳米材料的合成方法与应用价值、锻炼制备纳米材料的实际操作能力,为学生以后从事科学研究和实际应用打下良好的基础。

“新工科”背景下生物制药专业多学科交叉融合的探索研究——以Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)核壳磁性纳米粒子的制备及应用实验为例

“新工科”背景下,多学科交叉融合已成为生物制药专业教学育人的新方式,对培养“明德求真,弘药济世”的卓越应用型工程人才具有重要意义。本文将以Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)核壳磁性纳米粒子的制备及应用实验为例,顺应教育部“三全育人”的战略要求,在调动学生科研的积极性和主动性的同时,探索生物制药与有机化学之间的联系,挖掘多学科交叉融合的独特优势,提高学生的科学探究能力和实验操作能力。

核-壳结构Au-Pt纳米粒子的光谱表征和电催化性能

用化学还原法合成了核-壳结构 Au-Pt 纳米粒子，紫外可见光谱(UV-Vis)、电化学循环伏安(CV)和透射电子显微镜(TEM)表征结果指出，所合成的核-壳结构 Au-Pt 纳米粒子为球形，平均直径为27nm．以 CO 为分子探针，结合透射红外光谱研究，发现 CO 以孪生吸附态形式(CO_T)吸附在 Au-Pt 纳米粒子上，在2110cm^(-1)和2063cm^(-1)附近分别给出对称和反对称红外吸收峰．CV 研究结果指出 Au-Pt/GC 电极对 CO 的氧化有较高的催化活性，起始氧化电位较本体 Pt 电极提前了0.45V，峰电位提前了0.11V。

氮化硼负载BT@PANI核壳粒子协同改善复合材料介电与导热性能

采用原位聚合法对氮化硼纳米片(BNNS)进行了聚多巴胺(PDA)的表面修饰,利用PDA的粘附性在BNNS表面负载钛酸钡@聚苯胺(BT@PANI)核壳粒子制备了分级结构复合填料。结果显示,BNNS单片的BT@PANI负载量对复合材料介电和导热性能影响显著;与BT@PANI/PVDF复合材料比较,所得复合材料的介电性能随频率变化的稳定性得到明显改善。BNNS单片BT@PANI负载量最大的复合材料界面极化最弱,介电性能表现出更好的频率稳定性,20%(质量分数)的复合材料介电常数和损耗值分别是14.8和0.082(10^(5)Hz),热导率降到了最低的0.64 W/mK。频率高于10^(3)Hz,这种新型复合材料介电损耗下降幅度是介电常数的2倍以上。该工作同步实现了聚合物基复合材料的介电常数提高、介电损耗抑制及导热性能提升,为储能聚合物基复合电介质的发展提供了新思路。

高密度Au@Ag核壳纳米颗粒复合PA66纳米纤维的合成及对染料的SERS检测

基于PA66片晶结构实现了银包金核壳纳米颗粒(Au@AgNPs)在PA66纳米纤维表面的原位高密度组装,系统探究了反应时间对复合纤维膜微观形貌的影响,并对复合纤维膜的SERS性能进行了研究。结果表明,复合纤维膜上组装的纳米颗粒粒径随反应时间增加而增大,复合纤维膜(反应时间为10 min)有着最高的SERS活性,对罗丹明6G(R6G)具有较高的检测灵敏性和信号再现性,同时,对染料分子罗丹明B､结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)均具有良好的检测灵敏性,检测限分别为10^(-9)､10^(-10)､10^(-10) mol/L。

脉冲微孔喷射法制备单分散Al-70%Sn核壳结构粒子及其相分离行为

采用脉冲微孔喷射法(POEM)成功地制备出粒径分布范围小、圆球度高、外观形貌一致的Al-70%Sn(质量分数)核壳结构粒子。探究了粒径大小、过热度及气体氛围对粒子内部形貌的影响,结合电子探针、能谱分析及冷却速率模拟计算,探讨富Al相为核心和富Sn相为壳层的核壳结构形成机理。结果表明,随着粒径的增大,粒子由非核壳结构向液珠朝核心聚集型、规则核壳型及核心偏离圆心型的核壳结构转变。采用切面修正方法计算了规则核壳结构粒子核的真实体积分数,发现核的真实体积分数随着液相分离过冷度的增大而增大。该方法可用来估算规则核壳结构粒子发生液相分离时过冷度的大小。

核壳结构BNNS@SiO_(2)/环氧复合电介质的电-热击穿特性

本文制备不同填料含量的核壳结构BNNS@SiO_(2)/环氧复合电介质,研究复合电介质界面区的化学特征与微观形貌,通过热刺激去极化电流法与击穿测试研究环氧复合电介质的陷阱特性与击穿性能。结果表明:BNNS@SiO_(2)具有核壳结构,且包覆的SiO_(2)厚度在纳米级别;BNNS@SiO_(2)表面存在明显化学键合作用,与环氧基体可形成较强的界面区,提升其与环氧基体的相容性。少量BNNS@SiO_(2)可有效提升复合电介质的电气强度,当BNNS@SiO_(2)的质量分数为1%时,复合电介质的电气强度可提升52.3%。当BNNS@SiO_(2)纳米粒子含量较少时,环氧复合电介质中的深陷阱增加,当纳米粒子含量较多时,深陷阱数量有所减少,浅陷阱数量增加。此外,核壳结构BNNS@SiO_(2)/环氧复合电介质的热导率明显提高,有利于高电场下的绝缘散热。通过深陷阱效应与导热性能提升的综合作用,环氧复合电介质的击穿性能得到显著提升。

掺杂多壁碳纳米管的核壳型PVC用复合改性剂的制备与表征

通过引入多壁碳纳米管(MWNTs)掺杂入聚丙烯酸酯(以丙烯酸丁酯为内核层,聚甲基丙烯酸甲酯为壳层)中,制成一种新型的核壳型结构的PVC用复合改性剂。通过优化工艺参数,实现了MWNTs在核壳结构中的均匀分散,获得了性能优异的复合改性剂。该新型复合改性剂旨在通过纳米尺寸效应和核壳结构的协同作用,显著提升PVC的物理和化学性能。

Ni–MgO核–壳纳米粉体的制备

采用包覆热分解烧结法,制备了多层陶瓷电容器内部电极用MgO包覆Ni纳米粉体,讨论了反应物浓度和分散剂含量对包覆纳米镍盐前驱体颗粒大小和均匀性的影响,分析了还原烧结温度对包覆纳米Ni粉球形度和分散性的影响,并利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、热机械分析仪对MgO包覆纳米Ni粉进行了表征分析。结果表明:反应物浓度达到足以引起反应爆炸成核时,能够获得纳米镍盐颗粒;添加适量的分散剂,可以得到分散良好的纳米镍盐前驱体颗粒;还原烧结温度700℃时,可以获得球形度和分散性良好的MgO包覆纳米Ni粉;MgO包覆在纳米Ni粉表面,形成了核壳结构,该纳米Ni粉具有良好的收缩延迟效果。

基于Stöber法的SiO_(2)核壳型纳米复合材料的可控制备及摩擦学性能研究

本文开发了一种超声辅助的Stöber法,可用于制备具有良好润滑性能的SiO_(2)核壳纳米复合材料。制备的SiO_(2)核壳型纳米复合材料含有SiO_(2)芯体和三种不同壳体:酚醛树脂(RF)、sp3主导的无机碳以及sp2主导石墨烯壳层。研究发现氨根离子能够改变表面电荷,在无表面活性剂参与的情况下实现SiO_(2)表面包覆RF。研究了RF在低温、中温、高温热解的三个关键阶段,考察了表面结合水/羟基等析出、羧基/酚类物质析出、烷基侧链等析出、石墨化进程的发展过程及Fe等催化剂的作用;探索了SiO_(2)@石墨烯作为润滑添加剂的摩擦学性能,发现相比PAO4,其摩擦系数可降低30.5%,磨损率可降低69.2%,展现出核壳型纳米复合材料的良好润滑作用。

芒果核壳纤维素纳米纤维的结构表征及其稳定的Pickering乳液性质分析

在本研究中,以芒果核壳为原料,经过次氯酸漂白、碱化处理、TEMPO氧化和高压均质处理后,成功制备了丝状的芒果核壳纤维素纳米纤维(CNFs),并考察了pH和离子强度对乳液稳定性的影响。结果表明,由TEMPO氧化和高压均质法制备的芒果核壳CNFs保持了纤维素的基本结构,部分羟基被氧化成羧基,纤维素晶型为I型纤维素,结晶度降低至57%,对温度更加敏感,但仍保持较高的热稳定性。芒果核壳CNFs稳定的Pickering乳液的粒径随着pH升高而显著减小,在pH11的条件下粒径最小,为469.5 nm,粒径分布也更均匀,30 d的CI为58.8%,表现出较好的稳定性。离子强度对芒果核壳CNFs Pickering乳液的稳定性有较大影响,在50~100 mmol/L的离子强度条件下,由于大量带正电的钠离子会聚集在CNFs表面并中和其表面的负电荷,使得液滴间的静电斥力减弱,液滴更易聚集,不利于乳液的稳定。综上,芒果核壳CNFs可以作为优异的固体颗粒应用于Pickering乳液,为芒果核的高价值利用提供了新的思路。

Au/Ag核-壳结构复合纳米粒子形成机制的研究

在已制备好的Au纳米粒子表面 ,通过化学还原的方法沉积生长Ag包覆层 .通过控制Au ,Ag的比例 ,制备了粒度均匀且粒径可控的Au/Ag核 -壳结构纳米粒子 .利用UV vis吸收光谱和透射电子显微镜 (TEM)对Au,Ag摩尔比为 1∶10的复合纳米粒子的光学性质和形态进行随时监测 ,直接观察了核 -壳结构纳米粒子的生长过程 :一部分Ag+ 在Au核表面还原生长 ,溶液中其余Ag+ 还原形成银的纳米团簇向粒子表面的继续沉积生长 。

核壳结构型纳米CaCO_3-SiO_2·nH_2O复合粒子的制备

在搅拌槽式反应器中，以用超重力法合成的纳米 ＣａＣＯ３和 Ｎａ２ＳｉＯ３为原料，用溶胶－凝胶技术制备具有核壳结构的纳米 ＣａＣＯ３－ＳｉＯ２·ｎＨ２Ｏ复合粒子 用 ＸＰＳ、 ＴＥＭ、 ＸＲＤ等方法对粒子的化学组成、形貌。