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中空及蛋黄—蛋壳结构金属氧化物纳米材料的制备及性能研究

作　者: 张学青
导　师: 王春刚
学　校: 东北师范大学
专　业: 物理化学
关键词: SPIO@SnO2 蛋黄-蛋壳纳米胶囊中空纳米粒子催化剂循环
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

蛋黄-蛋壳结构的纳米胶囊是核-壳纳米颗粒中一类特殊的结构，它具有可移动的功能化的核，外层包覆着功能化的壳，在可移动的核与壳之间存在空隙，形成中空结构，其中内空腔的大小可调，这赋予了蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊新的特性，使得蛋黄-蛋壳结构的纳米胶囊在催化和纳米医学领域受到了广泛的关注。中空结构是核-壳结构中另一类特殊的结构，它的特殊性表现在，它的核体是空的，这就使得其具有比表面积大、密度低及表面渗透性好等特点，在很多领域具有广阔的应用前景。本文提出以SiO₂为模板，通过简单反应分别制备得到SnO₂和CeO₂中空纳米粒子，且用时较短。它们都具有较好的均一、分散性，并对其性质进行了表征。我们用类似方法合成了超顺磁性氧化铁（SPIO）@SnO₂蛋黄-蛋壳纳米胶囊。该纳米胶囊内腔大小可控，且形貌、尺寸均一，分散性好。本文还讨论了形成SPIO@SnO₂蛋黄-蛋壳纳米胶囊的可能机理。我们制备的SPIO@SnO₂蛋黄-蛋壳纳米胶囊对罗丹明B起到很好的降解作用。此外，由于SPIO@SnO₂蛋黄-蛋壳纳米胶囊内部有超顺磁性Fe₃O₄核，因此，可在外磁场的作用下，快速方便的回收和循环利用。透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等为本文所用的主要表征手段。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章综述  8-17
  1.1 引言  8
  1.2 蛋黄-蛋壳结构纳米粒子的制备方法  8-13
    1.2.1 选择性刻蚀或者溶解法  9-10
    1.2.2 软模板自组装自下而上的合成方法  10-11
    1.2.3 通过化学反应或自组装在壳内形成大尺寸的核的方法  11-12
    1.2.4 奥斯特瓦尔德熟化  12
    1.2.5 电置换法  12-13
  1.3 蛋黄-蛋壳结构纳米粒子的前景  13
  1.4 中空结构纳米粒子概述  13-14
  1.5 中空结构纳米粒子的应用  14-15
    1.5.1 中空结构纳米粒子在催化领域的应用  14
    1.5.2 中空结构纳米粒子在光电领域的应用  14
    1.5.3 中空结构纳米粒子在电磁屏蔽领域的应用  14-15
    1.5.4 中空结构纳米粒子在生物医学领域的应用  15
  1.6 中空结构纳米粒子的应用前景  15-16
  1.7 论文选题及主要内容  16-17
第二章 CeO_2和SnO_2中空纳米粒子的的制备及表征  17-26
  2.1 引言  17-18
  2.2 化学试剂与实验仪器  18-19
    2.2.1 主要化学试剂  18
    2.2.2 主要实验仪器  18
    2.2.3 SiO_2纳米粒子的合成  18
    2.2.4 CeO_2中空纳米粒子的合成  18-19
    2.2.5 SnO_2中空纳米粒子的合成  19
    2.2.6 样品表征  19
  2.3 结果与讨论  19-25
    2.3.1 研究思路  19
    2.3.2 CeO_2中空纳米粒子的表征  19-21
    2.3.3 SnO_2中空纳米粒子的表征  21-25
  2.4 小结  25-26
第三章 SPIO@SnO_2蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊的制备及其催化性能研究  26-37
  3.1 引言  26-27
  3.2 化学试剂与实验仪器  27-28
    3.2.1 主要化学试剂  27
    3.2.2 主要实验仪器  27
    3.2.3 Fe_3O_4@mSiO_2纳米粒子的合成  27-28
    3.2.4 SPIO@SnO_2纳米胶囊的合成  28
    3.2.5 SPIO@SnO_2纳米胶囊催化性能研究  28
    3.2.6 样品表征  28
  3.3 结果与讨论  28-36
    3.3.1 研究思路  28-29
    3.3.2 SPIO@SnO_2蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊的表征  29-34
    3.3.3 SPIO@SnO_2蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊在催化方面的应用  34-36
  3.4 小结  36-37
参考文献  37-48
致谢  48-49
在学期间公开发表论文及著作情况  49

中空及蛋黄—蛋壳结构金属氧化物纳米材料的制备及性能研究

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