核殼結構微納米材料的一些概念并對核殼結構微納米材料進行了分類,不僅詳細介紹了一些核殼結構微納米材料的制備方法和新的研究動向,而且介紹了核殼結構微納米材料應用領域的研究進展,提出了制備和應用中的關鍵問題,并在制備方法以及機理、過程中進行了具體分析。
《核殼結構微納米材料應用技術》可供材料學、化學、高分子物理與化學、結晶化學、晶體生長動力學、界面化學、生物學、藥劑學等方面工作的科技人員以及高等院校有關專業(yè)的師生參考。
核殼結構微納米材料的研究和應用近年來發(fā)展迅速,由于其特殊的尺寸和形貌,核殼結構微納米材料具備其他材料所不具備的特殊功能。核殼結構微納米材料的應用滲透到我們生活中的每個角落,從涂料、化妝品、液晶顯示材料、催化劑、燃料電池電極等民用領域到隱身材料等軍事領域,核殼結構微納米材料都有極為重要的應用。納米材料學科的興起,將吸引許多不同領域的學者涉足,尤其是核殼結構微納米材料的研究,包括生物領域、醫(yī)學和醫(yī)藥領域、分析領域、功能材料領域等。本書將為各個領域的學者提供一些基礎知識,同時介紹新的研究進展,使大家對核殼結構微納米材料有一個全面認識,進而探索新的研究方向。
核殼結構微納米材料的制備技術不僅需要化學和物理的基礎知識,還需要界面化學、化學工程、結晶化學、晶體生長動力學等專業(yè)知識,這是因為核殼結構微納米材料的制備較為困難,欲有效地獲得分散穩(wěn)定的,高收率的,粒徑、結構以及性能統(tǒng)一的核殼結構微納米材料必須綜合運用這些學科的理論基礎。進行應用研究時,核殼結構微納米材料和性能又必須符合應用要求,為此又需要相應的應用領域知識,如藥劑學、生物學、電子信息等。
基于上述知識結構的考慮,本書第2章到第4章介紹核殼結構微納米材料及制備方法,所需要的知識相對專一,后半部分介紹其應用,所需要的知識是多方面的。
第1章 緒言
1.1 核殼結構微納米材料的定義、功能和發(fā)展
1.2 核殼結構微納米材料的分類
1.2.1 按組分劃分
1.2.2 按結構劃分
1.3 核殼結構微納米材料形成機理
1.3.1 化學鍵作用機理
1.3.2 庫侖靜電引力作用機理
1.3.3 吸附層媒介作用機理
1.3.4 過飽和度機理
1.4 核殼結構微納米材料的表征
1.4.1 粒度、形貌及結構的表征
1.4.2 化學成分的表征
1.5 本書各章內(nèi)容簡介
參考文獻
第2章 有機-有機核殼結構微納米材料
2.1 引言
2.2 有機-有機核殼結構微納米材料制備方法
2.2.1 乳液聚合法
2.2.2 微乳液聚合法
2.2.3 無皂乳液聚合法
2.2.4 細乳液聚合法
2.2.5 分散聚合法
2.2.6 懸浮聚合法
2.2.7 自組裝法
2.3 本章小結
參考文獻
第3章 有機-無機核殼結構微納米材料
3.1 引言
3.2 有機-無機核殼結構微納米材料制備方法
3.2.1 懸浮液聚合法
3.2.2 分散聚合法
3.2.3 無皂聚合法
3.2.4 乳液法
3.2.5 微乳液法
3.2.6 細乳液法
3.2.7 表面沉積法
3.2.8 化學共沉淀法
3.2.9 靜電相互作用法
3.2.10 表面接枝法
3.2.11 超聲化學法
3.2.12 層層組裝法
3.2.13 表面引發(fā)活性自由基聚合法
3.3 本章小結
參考文獻
第4章 無機-無機核殼結構微納米材料的制備
4.1 引言
4.2 無機-無機核殼納米材料的制備方法
4.2.1 表面反應法
4.2.2 種子沉積法
4.2.3 微乳液法
4.2.4 水熱法
4.2.5 自組裝法
4.2.6 溶膠-凝膠法
4.2.7 電沉積法
4.2.8 微乳液-水熱法
4.2.9 模板法
4.2.10 置換法
4.2.11 超聲化學法
4.3 本章小結
參考文獻
第5章 核殼結構微納米材料的應用
5.1 引言
5.2 核殼結構微納米材料的醫(yī)學應用
5.3 核殼結構微納米材料作為催化劑
5.3.1 光催化劑
5.3.2 汽車尾氣催化
5.3.3 水處理
5.4 核殼結構微納米材料作為隱身材料
5.4.1 雷達隱身材料
5.4.2 紅外隱身材料
5.4.3 可見光隱身材料
5.4.4 激光隱身材料
5.5 核殼結構微納米材料作為其他材料的應用
5.5.1 顯示材料
5.5.2 電池電極
5.5.3 化妝品
5.5.4 磁性熱敏材料
5.5.5 涂料
5.5.6 膠黏劑
5.5.7 塑料添加劑
5.5.8 其他
5.6 本章小結
參考文獻
納米粒子的自組裝主要有化學和物理兩種方法;瘜W方法目前主要是化學模板自組裝法;物理方法主要有氣相沉積技術和離子濺射技術等。另外,粒子可通過直接吸引高分子聚合物涂層或者是利用靜電相互作用吸附處理過的無機膠粒,即利用大分子模板誘導和控制無機物形成和生長,也就是分子的自組裝。分子的自組裝作為納米結構自組裝的一種方法,其最大的特點就是對沉積過程或膜結構分子進行控制,并且可利用連續(xù)沉積不同組分的方法實現(xiàn)分子對稱或非對稱的二維甚至三維的超晶格結構。
層層吸附自組裝法(LBL)的技術基礎是沉降帶電粒子間韻靜電引力。原理是先將帶電的基質(zhì)浸入膠體中.,此膠體所帶電性與基質(zhì)上聚合物所帶電性相反,重復此過程可制得多層膜。層層組裝可形成納米級聚合物層狀有序結構,如聚陰離子電解質(zhì)和聚陽離子電解質(zhì)靜電作用的逐層組裝,不同聚合物所帶基團之間氫鍵作用下的逐層組裝。Dcher報道了磺化的聚苯乙烯和聚烯丙基氯化胺的逐層組裝。
利用模板法組裝納米顆粒時由于選定的組裝模板與納米顆粒之間的識別作用,而使得模板對組裝過程具有指導意義,組裝過程更完善。所選模板可以是固體基質(zhì)、單層或多層膜,有機分子或生物分子等。在通常情況下組裝納米粒子的模板也是控制納米粒子生長的表面活性劑或穩(wěn)定劑,模板的保護和限制作用可明顯提高納米微粒的穩(wěn)定性。
核殼型納米金屬氧化物制備過程中所用模板為單分散性的高分子微球的透明乳液,一些納米膠粒如金、銀、CdS、SiOz、PSt微球及其他的一些聚合物已被證明可用做模板。具體制備方法如下:膠體模板首先通過吸附帶電的聚合物得到表面光滑帶電性的模板,然后吸附帶相反電性的涂層粒子,重復此過程可制得殼層厚度可控的多層膜核殼型納米粒子。
丁觀軍等應用濕化學方法,在SiOz微球表面先后包覆5nm銀層、20nm SiO2介質(zhì)膜,制備了直徑約300nm的單分散SiO2/Ag/sio2核殼結構微球。