空心纳米微球的制备及研究进展.docVIP

湖州师范学院2012—2013学年第一学期 《纳米材料结构与性能》期末考查试卷 学院 生科院 班级 100926 学号 43 姓名 成绩 论 文 (共100分) 根据本课程所学内容，查找国内外相关文献，围绕纳米材料的结构特性、制备方法、应用前景等撰写一篇3000字以上的综述性论文。论文题目五选一：(1) 一维纳米阵列的生长及其研究进展；(2) 空心纳米球的制备及其研究进展；(3) 纳米太阳电池材料研究进展；(4) 纳米光催化材料研究进展；(5) 上转换纳米材料的合成及其光学性能。 通过广泛阅读中、英文的论文文献，结合国内外在所选论题方面的研究现状及发展前景，阐述自己对纳米材料及纳米科技的认识。 要求： 针对性强，严格围绕所选论题； 论文除正文外还应包含100字左右的中、英文的摘要300及3－5个关键词； 参考文献部分文献数应不少于5篇； 论文格式严谨； 论文字数不少于3000字。 空心纳米球的制备及其研究进展 摘 要：空心纳米球作为一种新的纳米结构，其特有的核——壳空心结构及纳米厚度的壳层使它具有许多优异的物理化学性能。因此其在医学、制药学、材料学、染料工业等领域具有良好的应用前景。本文综述了近年来空心纳米球制备的主要方法：模板法、微乳液聚合法、自组装法，以及几种必威体育精装版方法的研究和开发的必威体育精装版进展，重点阐述各法的制备方法和原理，并简评其优缺点和应用领域。最后展望了空心纳米球的发展前景。 关键词：空心纳米球、制备方法、研究进展 引言 空心纳米球由于具有低密度、高比表面积、中空结构及特殊的力学性能，在催化材料、光电材料、磁性材料、生物医药材料及轻体材料等领域有重要的应用前景。由于纳米空心球材料的优异性能及广阔应用前景，其开发研究引起了人们的广泛关注，现已形成制备纳米空心球的多种方法，如模板法[6,13,14]、微乳液法[7,10,16]、自组装法[15]等，已制备出Fe3O4[6]，SiO2[13,14]，ZnSe [16]等纳米空心球。这些方法往往步骤较多，操作复杂，条件苛刻。因此，各大实验者积极创新，比如采用水热法与微乳法结合[2]，模板法与溶胶—凝胶法的结合[12]等方法，甚至发明了电火花超声复合加工 模板可以分为：conventional hard templatesacrificial template,soft template和template-free methodssoft template。自组装法在一定程度上需要用到模板。因此本文将从模板法、自组装法两大类方法展开介绍，重点阐述各法的制备方法和原理，并总结近年来研究和开发的必威体育精装版进展，简评其优缺点和应用领域。 模板法 模板法是制备空心纳米球的重要方法，也是最常用的方法。如图 1所示，先通过控制前驱体在模板表面沉积或反应，形成表面包覆层；然后用溶解、加热或化学反应等方法除去模板,即得到空心纳米球结构。空心纳米球的大小由模板的尺寸决定[11]。 图 1 模板法制备空心纳米球的过程示意图 该方法是在空心球制备中使用最早、应用范围最广的一种方法。以下将展开直接模板法与其他创新模板法介绍。 直接模板包覆法　 以高分子乳胶粒模板为例，把乳胶粒模板先分散于溶剂中，通过吸附作用或化学反应(如沉淀反应、sol—gel 缩合反应等) 使产物或其前驱体直接包覆于乳胶粒外表面，形成核——壳结构，然后经焙烧或有机溶剂溶解除去模板，得到相应的空球。 该方法原理简单，用此方法已成功制备出了ZnS、CdS等多种无机材料的空心纳米球，以及有机物的核——壳结构。通常采用的模板有聚苯乙烯（PSt）、苯乙烯与甲基丙烯酸的共聚物( PSMA) 、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)等。可以从物理吸附和化学反应两方面来阐述[1]。 物理吸附作用制备纳米空心球 该方法的主要原理是乳胶粒子与壳材料间仅存在物理吸附作用，而不存在任何化学反应。如可用改性PSt 或其共聚物作为模板，其中将PSt 改性或与其它单体共聚是为了使模板表面带一定量负电荷，从而有利于通过模板与壳材料间的物理吸附作用实现壳层的包覆。该方法常用于金属及其氧化物、硫化物的空心结构的制备，如ZrO2 、COS2[2] 、CuO等。 化学反应制备纳米空心球 该方法中乳胶粒与壳材料间并不是通过静电吸附从而实现包覆，而是通过化学反应包覆壳材料。该方法常用于聚合物纳米空心球材料的制备，其在无机材料纳米空心球制备中的应用并不多见。 但是这种方法的困难就在于如何选择合适的壳材料前驱体，使它既能与乳胶 核粒子反应以化学键相连，又能最终转化为壳材料[1]。 水热——微乳法 丁筛霞等[2] 通过自制的纳米苯丙乳液粒子为吸附Co2+离子的载体，Co2+ 离子和CS2 于微乳液粒子表面反应制得纳米核壳结构的苯丙乳液粒子Co