核殼型多級結(jié)構(gòu)的制備及性能研究.pdf

1、核殼型納米材料是由內(nèi)部核與外部殼通過化學(xué)鍵或其它作用力復(fù)合而成,因其成分、結(jié)構(gòu)及大小的不同而體現(xiàn)出特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)。核殼型納米材料的性質(zhì)并不是各組分性能簡單的疊加,而是通過組分間協(xié)同作用而產(chǎn)生的一種綜合性能,并且已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)、催化、光學(xué)器件和傳感器等領(lǐng)域。核殼型納米材料特殊的物理和化學(xué)性能不僅與各組分的類別有關(guān),同時還受到復(fù)合材料的尺寸、形貌以及結(jié)構(gòu)的影響。因此研究如何制備粒徑、形貌可控,結(jié)構(gòu)特殊的復(fù)合納米材料,對于其

2、功能性的應(yīng)用具有重大的意義。本論文通過模板法制備了磁載鈦酸鹽核殼多級結(jié)構(gòu)和銀納米粒子核殼多級結(jié)構(gòu),研究了影響其結(jié)構(gòu)、尺寸以及形貌的因素。主要的研究內(nèi)容及取得的成果如下:
　　 1.以SiO2為模板制備了空心鈦酸鹽多孔微球。試驗研究了鈦酸四丁酯量、反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度對多孔微球形貌和結(jié)構(gòu)的影響。通過改變鈦酸四丁酯的量、反應(yīng)時間或反應(yīng)溫度,可以控制多孔微球的粒徑和形貌;試驗還研究了多孔鈦酸鹽微球的藥物緩釋行為,其在藥物緩釋過程中出現(xiàn)的

3、兩個緩釋高峰一方面是由微球內(nèi)空心部分和由鈦酸鹽納米管自組裝成的多級孔道結(jié)構(gòu)引起的,另一方面是由鈦酸鹽納米管自身的次級管道結(jié)構(gòu)引起的。
　　 2.以SiO2為模板制備了磁載鈦酸鹽核殼多級結(jié)構(gòu)。通過改變鈦酸四丁酯的量、正硅酸乙酯的量或反應(yīng)溫度可以控制多級結(jié)構(gòu)空心部分體積和殼層厚度。磁滯回線和外加磁場作用下核殼材料的磁響應(yīng)特性證明磁載微球的超順磁性能;紫外光照射下分散有磁載微球溶液顏色的變化,證明了其熒光性能;以布洛芬為藥物分子模型,

4、研究了磁載鈦酸鹽核殼多級結(jié)構(gòu)對布洛芬藥物分子的負(fù)載及控制釋放行為。結(jié)果表明具有磁響應(yīng)特性的核殼結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出良好的藥物緩釋性能。這種多級結(jié)構(gòu)的空心微球作為藥物載體可以實現(xiàn)藥物緩釋控制、藥物靶向運輸和載體的熒光標(biāo)記。
　　 3.核殼結(jié)構(gòu)Ag@C微球制備:試驗研究了水熱反應(yīng)的時間、硝酸銀的量、葡萄糖的量和聚乙烯吡咯烷酮對核殼材料的形貌和結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,通過改變反應(yīng)的時間或硝酸銀的量可以實現(xiàn)核殼結(jié)構(gòu)Ag@C微球的可控制各;試驗還研究

5、了PVP在反應(yīng)過程中的作用,結(jié)果表明PVP不僅能夠通過抑制銀核的生長和葡萄糖的碳化來提高復(fù)合微球粒徑的單分散性,同時能夠誘導(dǎo)復(fù)合微球有序的自組裝,使分散有不同粒徑復(fù)合微球的溶液表現(xiàn)出不同的顏色。試驗在沒有添加任何還原劑的條件下,通過一步簡單的回流,成功的在核殼核殼結(jié)構(gòu)Ag@c復(fù)合微球表面沉積了貴金屬Pt顆粒,制備了Ag@C@Pt核殼結(jié)構(gòu)。結(jié)果證明了碳?xì)颖砻尕S富的化學(xué)性質(zhì)。
　　 4.核殼結(jié)構(gòu)Ag@SiO2@Pt@TiO2微球制

6、備:試驗研究了正硅酸乙酯的量、氯鉑酸的量和鈦酸四丁酯的量對復(fù)合微球形貌和結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,通過改變正硅酸乙酯的量、氯鉑酸的量或鈦酸四丁酯的量可以實現(xiàn)核殼微球的可控制備。試驗在水熱條件下,堿腐蝕核殼結(jié)構(gòu)的Ag@SiO2@Pt@TiO2微球,制備出空心多孔的Ag@Pt@Titanate微球。這種具有多孔結(jié)構(gòu)的Ag@Pt@Titanate核殼微球既能夠增加貴金屬粒子的穩(wěn)定性,又可以誘導(dǎo)半導(dǎo)體表面光生電子與空穴之間的分離,增強其光催化活性。