具有核壳结构的金属有机框架纳米材料的研究进展 - 上海师范大学学报.PDFVIP

第 卷第 期 上海师范大学学报 自然科学版 年 月 具有核壳结构的金属有机框架 纳米材料的研究进展 张红卫 孔斌 周治国 杨仕平 上海师范大学 生命与环境科学学院上海 摘要 多组分无机纳米粒子和金属有机框架 的可控一体化正在引领着多种 新型多功能材料的形成具有核壳结构的金属有机框架纳米粒子 综合了多组分 无机纳米粒子和金属有机框架协同性质材料的突出优点是它的组成具有 无限选择性壳上孔径具有可调性核壳具有多功能性这种突出的独特功能使得人们争相洞 察其未来发展主要综述了具有核壳结构的多组分金属有机框架纳米粒子的制备方法和研究 进展最后介绍了其在多相催化气体存储等方面的应用 关键词 金属有机框架 纳米材料 制备 应用 中图分类号 文献标志码 文章编号 引言 具有核壳结构的配合物纳米结构是由多组分无机纳米粒子和金属有机框架可控一体 化而得到的纳米材料这种将两种或多种功能性物质可控合成为前沿材料而得到的具有复合性质和改善 性能的复合材料极大的引起了科研工作者的关注例如核壳或类核壳的纳米结构被科研工 作者认为是获得无机纳米粒子和金属有机框架协同性质并进行多功能应用的最方便与高 效的方法之一一方面小粒径无机纳米粒子具有高表面能它的迁移与团聚会被壳的包裹极大的限 制 从而核的稳定性和化学活性得以保存 另一方面核独特的光电磁和催化性能与壳 结构弹性大结晶孔有序配位点多的优点能被有效的结合因此单一组分材料不可能有的新物理化 学性质可由此获得 由于核壳纳米结构性质多样结构独特可以应用在气体储存与释 放 催化 生物传感 药物传输 生物成像 光学 等方面 具有潜在应用的二或多组分核壳纳米材料的设计与组建主要集中在双金属纳米核的 选择与制备方面 目前仍然处于起步阶段只有少数研究成果报道出来具有不同功能的纳米 粒子在纳米尺度内有着显著地强耦合效应从而产生了不仅能提高内在性能而且在单组份核体系 中没有的新功能因此对这种应用复合纳米粒子做纳米结构的核的纳米材料将是一个重 要的研究课题同样金属金属氧化物核壳纳米结构也受到关注 很明显多组分无机纳米粒子和金属有机框架 的选择类型决定了核壳纳米结构的 性能及应用本文作者主要综述了具有核壳结构的配合物纳米材料 的合成工艺与进展并 收稿日期 基金项目 上海师范大学一般科研项目 通信作者 周治国中国上海市徐汇区桂林路 号上海师范大学生命与环境科学学院邮编 杨仕平中国上海市徐汇区桂林路 号上海师范大学生命与环境科学学院邮编 上海师范大学学报 自然科学版 年 介绍了这类材料在多相催化气体存储方面的应用 多组分材料的合成方法 任何复杂多组分材料的设计与构建都要从最简单的材料开始对核壳纳米结构来说 当前大多数都是基于单组分无机纳米粒子核金属纳米粒子 金属氧化物纳米粒子和 纳米棒等从单组分纳米粒子核到二或多组分纳米粒子核的纳米结构的扩展合成对前沿应用是 非常耐人寻味的一般来说材料都是通过以下两大类方法合成 预先合成法将预先合成的 稳定剂修饰过的纳米粒子封装在层中 模板法以为模板在其 腔和通道中形成或嵌入小的裸露的纳米粒子 其中每一大类方法中有发展了很多不同的 分支方法下面就对这两大类方法进行阐述 预先合成法 将预先合成的稳定剂修饰过的纳米粒子封装在层中得到多组分纳米粒子核的纳米 结构对这种方法的一个最大的挑战就是怎样有效地阻止两种或多种纳米粒子的不可控聚集从而使 它们有序的分散在中同时也保留它们原有的性质所以要先预先合成纳