原位包覆金属纳米粒子的规模化制备及应用
中空纳米粒子的制备和应用研究
中空纳米粒子的制备和应用研究随着纳米技术的不断发展，纳米材料在生物医学和材料科学领域的应用越来越广泛。
其中，中空纳米粒子作为一种常见的纳米材料，因其良好的光学、化学性质和高度可控性，成为了纳米药物、催化、传感和生物成像等领域的研究热点。
一、中空纳米粒子的制备方法目前，中空纳米粒子的制备方法主要包括电化学法、化学还原法、模板法等几种。
1.电化学法电化学法是一种通过电解液电解反应在电极表面形成纳米粒子的方法。
这种方法具有高度可控性和高纯度的优点，并且可以制备出各种尺寸和形状的纳米粒子。
其制备中空纳米粒子的过程主要是利用阴极表面的氢气还原晶种金属离子，从而形成金属核，随着电解液中氧离子在阳极表面还原形成中空结构纳米粒子。
电化学法不仅可以制备单组分的中空结构纳米粒子，而且可以制备多孔、多层和核-壳结构的纳米材料。
2.化学还原法化学还原法是一种通过添加还原剂将金属离子还原形成纳米粒子的方法。
这种方法制备中空结构的纳米粒子通常需要利用有机分子或聚合物等模板材料来控制纳米粒子的形状。
通常是先将聚合物包覆在金属离子表面，然后还原溶液中的金属离子，最后将聚合物进行空化处理得到中空结构的纳米粒子。
化学还原法制备的中空结构纳米粒子具有较好的形貌可控性和比表面积，但同时还存在聚合物残留和后续处理难度大等缺点。
3.模板法模板法是一种通过利用介孔或大孔材料作为模板来制备中空结构的纳米粒子。
这种方法具有高度可控性和高复现性的特点，并且可以制备多孔、多层和核-壳结构的纳米材料。
具体制备时通常先将模板材料沉淀到金属离子表面，然后在模板材料外面形成二次沉淀，最后将模板材料去除即形成中空结构的纳米粒子。
二、中空纳米粒子的应用中空纳米粒子具有良好的光学和化学性质，其应用涵盖了许多领域，尤其是在生物医学和材料科学领域具有广阔的应用前景。
1.纳米药物中空结构的纳米粒子由于孔壁和粒子之间的空隙可以用来载药，因此具有广泛的应用前景。
中空纳米粒子可以通过表面修饰等方式灵活地控制药物的递送和释放，同时还能够减轻药物固有毒性和提高药物疗效。
纳米四氧化三铁的制备及应用的研究报告进展论文综述
目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)前言 (1)制备方法 (2)1 固相法 (2)1.1 球磨法 (2)1.2 热分解法 (2)1.3 直流电弧等离子体法 (3)2 液相法 (3)2.1 沉淀法 (4)2.1.1 共沉淀法 (4)2.1.2 氧化沉淀法 (5)2.1.3 还原沉淀法 (5)2.1.4 超声沉淀法 (6)2.2 微乳液法 (6)2.3 水热法/溶剂热法 (7)2.4 水解法 (8)2.5 溶胶-凝胶法 (8)应用 (9)（一）生物医药 (9)（二）磁性液体 (9)（三）催化剂载体 (10)（四）微波吸附材料 (10)（五）磁记录材料 (10)（六）磁性密封 (10)（七）磁保健 (11)展望 (11)致 (11)参考文献 (12)纳米四氧化三铁的制备及应用的研究进展摘要：纳米Fe3O4粒子因其特殊的理化性质而在多个领域得到广泛的应用。
本文综述了纳米四氧化三铁的制备方法和应用领域，其中的制备方法主要有球磨法、沉淀法、微乳液法、水热法/溶剂热、水解法、氧化法、高温分解法和溶胶-凝胶法等，并讨论了纳米四氧化三铁的主要制备方法的优缺点，最后展望了纳米四氧化三铁的应用前景。
关键词：纳米四氧化三铁；制备方法；应用；进展Progress in Preparation and Application of Nano-iron tetroxideStudent majoring in Applied chemistry Name XXXTutor XXXAbstract: Nano-Fe3O4 particles because of their special physical and chemical properties and is widely used in many fields. In this paper, the preparation methods and applications of nano-iron oxide, one of the main methods for preparing milling, precipitation, microemulsion, hydrothermal method / solvent heat, hydrolysis, oxidation, pyrolysis and sol - gel method and discusses the advantages and disadvantages of the main method for preparing iron oxide nanoparticles, and finally the application prospect of nano-iron oxide. Key words: nano-iron oxide; preparation methods; application; progress前言纳米材料是指颗粒尺寸小于100nm的单晶体或多晶体，纳米微粒具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性[1-2]。
银纳米粒子的制备及其在生物检测中的应用
银纳米粒子的制备及其在生物检测中的应用银纳米粒子是一种近年来被广泛应用于生物检测领域的新材料。
它具有良好的稳定性、高度的生物相容性和光学性能，因而被广泛应用于生物分析、免疫分析等生物检测领域。
本文将探讨银纳米粒子的制备方法和其在生物检测领域中的应用。
一、银纳米粒子的制备方法1、物理方法物理方法是通过物理手段形成银纳米粒子。
常见的物理方法有机械法、气相法、光化学法等。
相比于化学合成方法，物理方法因其操作简单，反应条件容易控制等因素而得到广泛的应用。
2、化学合成方法化学合成方法是通过化学反应来制备银纳米粒子。
常用的化学合成方法有还原法、微乳法、光化学还原法等方法。
化学合成方法制备的银纳米粒子具有尺寸分布均匀、形态规则、精确可控等优点，因而成为目前银纳米粒子制备方法中的主流方法。
3、生物制备法生物制备法是利用某些生物体或其提取物对银离子进行还原得到银纳米粒子。
常见的生物制备方法有微生物法、植物提取物法等。
相比于化学合成方法，生物制备法具有无毒无害、环保、易于规模化等优点，因而成为银纳米粒子制备新兴方法。
二、银纳米粒子在生物检测中的应用1、生物分析银纳米粒子在生物分析领域中的应用得到了广泛关注。
其具有良好的生物相容性、高度的稳定性和较强的增强作用。
如将银纳米粒子与DNA探针结合，能够形成“探针--银纳米粒子复合体”，通过测量银纳米粒子的表面等离子体共振信号，可以获得高灵敏度的DNA检测结果。
2、免疫分析银纳米粒子被广泛应用于免疫分析领域，其主要应用于荧光免疫检测、电化学免疫分析等技术中。
如将银纳米粒子与抗体结合形成免疫复合物，利用其高灵敏度的表面等离子体共振效应，可以提高免疫分析技术的敏感度和特异性。
3、细胞成像银纳米粒子具有较强的光学性质，可以用于细胞成像。
如将银纳米粒子与荧光染料结合，可以制备出基于银纳米粒子的细胞成像探针，并通过其高度的增强效应获得高质量的细胞图像。
三、结论综上所述，银纳米粒子因其良好的生物相容性、高度的稳定性和灵敏度得到了广泛的应用。
纳米粒子在药物传递上的应用
纳米粒子在药物传递上的应用引言：纳米技术的发展为药物传递领域带来了前所未有的机遇。
纳米粒子作为一种特殊的载体，具有小尺寸、大比表面积、可以调控药物释放等特点，被广泛应用于药物传递系统中。
本文将就纳米粒子在药物传递上的应用进行介绍，并探讨其在治疗疾病中的潜力。
一、纳米粒子的制备方法纳米粒子的制备方法多种多样，常见的有溶剂沉淀法、胶体溶胶法、乳化法、微乳化法等。
这些方法能够合成具有不同形貌、稳定性和药物包载能力的纳米粒子，为药物传递系统的建立提供了技术基础。
二、纳米粒子在药物传递中的优势1. 提高药物的溶解度和稳定性：纳米粒子可以提高药物的溶解度，增加其表面积，从而增强药物的溶解度并提高稳定性。
2. 延长药物的血浆半衰期：纳米粒子作为一种优良的药物载体，可以延长药物在体内的停留时间，减少药物的代谢和排泄，提高药物的生物利用度。
3. 进行靶向传递：纳米粒子可以通过表面修饰或控制释放速率来实现药物的靶向传递，减少对健康组织的损伤，提高药物的疗效。
4. 控制释放速率：纳米粒子可以通过调整其制备方法和材料组成来控制药物的释放速率，实现持续、缓释的药物释放，提高药物的疗效。
三、纳米粒子在治疗疾病中的应用1. 癌症治疗：纳米粒子可以通过增加药物在肿瘤组织中的积累从而提高药物的治疗效果。
此外，纳米粒子还可以通过光动力疗法和热疗法等进行肿瘤靶向治疗，提高治疗效果并减少对健康组织的损伤。
2. 炎症治疗：纳米粒子可以用于传递抗炎药物，通过靶向输送药物到炎症灶点，减轻炎症反应，缓解炎症症状。
3. 神经疾病治疗：纳米粒子可以提供针对中枢神经系统的靶向传递系统，增加药物穿越血脑屏障的机会，用于治疗神经疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病等。
四、纳米粒子在药物传递中的挑战及解决方案1. 生物相容性问题：纳米粒子在体内存在一定的生物相容性问题，可能引起免疫反应或毒性反应。
为了解决这一问题，可以进行材料表面修饰，减少对机体的损伤。
2. 药物稳定性问题：纳米粒子对药物的稳定性要求较高，需要选择适合的包载材料和包载方法，确保药物能够稳定地存在于纳米粒子内。
纳米相增强金属材料制备技术的研究进展及应用
纳米相增强金属材料制备技术的研究进展及应用【摘要】目前纳米技术应用广泛，在高强金属材料应用方面尤为突出。
本文针对现有主要几种纳米增强金属材料制备工艺方法进行概述并比较，讨论其优缺点。
最后还探讨了纳米相增强制备技术未来的发展趋势和改进方向，并对纳米结构材料应用领域和前景进行展望。
【关键词】纳米增强制备方法优缺点随着科技进步，各个领域对于相关材料的性能要求日益提高。
纳米增强技术是改善材料性能的重要方法之一，其在金属材料领域尤其应用广泛。
在电子、汽车、船舶、航天和冶金等行业对高性能复合材料需求迫切，选用最佳制备方法制备出性能更优良的纳米材料是当前复合材料发展的迫切要求。
1 纳米增强技术概述纳米相增强金属材料是由纳米相分散在金属单质或合金基体中而形成的。
由于纳米弥散相具有较大的表面积和强的界面相互作用，纳米相增强金属复合材料在力学、电学、热学、光学和磁学性能方面不同于一般复合材料，其强度、导电性、导热性、耐磨性能等方面均有大幅度的提高[1]。
1.1 机械合金化法机械合金化法（MA）是一种制备纳米颗粒增强金属复合材料的有效方法。
通过长时间在高能球磨机中对不同的金属粉末和纳米弥散颗粒进行球磨，粉末经磨球不断的碰撞、挤压、焊合，最后使原料达到原子级的紧密结合的状态，同时将颗粒增强相嵌入金属颗粒中。
由于在球磨过程中引入了大量晶格畸变、位错、晶界等缺陷，互扩散加强，激活能降低，复合过程的热力学和动力学不同于普通的固态过程，能制备出常规条件下难以制备的新型亚稳态复合材料。
1.2 内氧化法内氧化法（Internal oxidation）是使合金雾化粉末在高温氧化气氛中发生内氧化，使增强颗粒转化为氧化物，之后在高温氢气气氛中将氧化的金属基体还原出来形成金属基与增强颗粒的混合体，最后在一定的压力下烧结成型。
因将材料进行内氧化处理，氧化物在增强颗粒处形核、长大，提高增强粒子的体积分数及材料的整体强度，这样可以提高材料的致密化程度，且可以改善相界面的结合程度，使复合材料的综合力学性能得到提高。
金纳米颗粒的制备及其应用研究
金纳米颗粒的制备及其应用研究金纳米颗粒是指直径在1到100纳米之间的，由金原子构成的微小颗粒。
近年来，金纳米颗粒因其独特的光学、电子性质和生物相容性而被广泛应用于生物医学、光电子学、催化、传感器等领域。
本文将介绍金纳米颗粒的制备方法及其在不同领域的应用研究。
一、金纳米颗粒制备方法目前常用的金纳米颗粒制备方法主要有以下几种：1. 化学还原法化学还原法是最常用的制备金纳米颗粒的方法之一。
该方法独特的优点在于：制备简单、容易控制成品的粒径大小和形态，并且可以大规模生产。
在此方法中，金离子被还原成金原子，并沉淀下来形成纳米颗粒。
2. 光化学还原法光化学还原法是在化学还原法基础上发展起来的一种新型制备方法。
该方法利用紫外线或可见光照射还原剂和金盐溶液，产生高能电子从而使金盐还原为金纳米颗粒。
3. 电化学还原法电化学还原法是一种简单易行的制备方法，它是利用电化学原理将金盐还原为金纳米颗粒。
该方法不仅制备简单，而且容易控制粒径，可以用来制备各种形状的纳米颗粒。
二、金纳米颗粒的应用研究1. 生物医学金纳米颗粒在生物医学中的应用研究已经受到广泛关注。
由于金颗粒具有优异的生物相容性和低毒性，因此具备良好的生物安全性。
具有机械稳定性、光学特性和化学反应活性等优点使其被广泛应用于生物医学。
2. 光电子学作为一种新型光学材料，金纳米颗粒在光电子学领域的应用也越来越广泛。
金纳米颗粒通过显著的电磁增强效应（局部表面等离激元共振）以及表面等离子共振等现象，使其成为一种独特的光谱信号增强剂，广泛应用于表面增强拉曼光谱（SERS）、局部表面等离激元共振（LSPR）和单分子荧光（SIF）等领域。
3. 催化金纳米颗粒的催化性质被广泛应用于有机反应和氧化还原反应等领域。
金纳米颗粒表面具有出色的催化活性，并且具有高度的选择性。
因此，金纳米颗粒被广泛应用于制药和化学生产等领域。
4. 传感器金纳米颗粒在传感器领域的应用也受到了广泛关注。
通过对金纳米颗粒表面修饰，不仅可以提高化学或生物传感器的灵敏性和选择性，而且还可以实现新型功能的创造，如光学、电学、磁学等。
金属纳米粒子的制备和表面修饰
金属纳米粒子的制备和表面修饰金属纳米粒子（Metal Nanoparticles）在当今的材料科学和纳米科技领域中发挥着重要的作用。
其广泛应用于催化、能源转换、传感、生物医学和信息存储等诸多领域。
然而，由于金属纳米粒子具有的高热稳定性和高活性表面，其制备和表面修饰一直是制约其应用的瓶颈问题。
随着科学技术的不断发展，越来越多的方法被用来制备金属纳米粒子，并对其表面进行修饰，从而拓宽了其在各个领域的应用。
一、制备金属纳米粒子的方法1. 化学还原法化学还原法是一种通过还原剂还原金属离子生成金属纳米粒子的方法。
该方法较为简单且易于操作，适用于大规模生产。
例如，将银离子与还原剂还原反应即可制备出纳米银粒子（Ag NPs），并且将还原后的纳米银粒子进行表面修饰，可用于制备抗菌材料。
2. 水相热合成法水相热合成法是通过热合成反应制备金属纳米粒子的方法。
其优点在于反应环境比较温和，不需要有机溶剂，得到的金属纳米粒子比较纯净。
例如，在水相中用高温链霉菌色素B作还原剂，可制备较小、高质量的金纳米粒子（Au NPs）。
3. 模板法模板法是通过在孔道、介孔或纤维上加沉积金属原子或离子，然后通过加热或化学还原成纳米颗粒的方法。
该方法可制备形貌和尺寸均一的金属纳米粒子。
例如，氧化铁纳米颗粒可以被用作硝酸银的模板来制备银纳米粒子，并用真空热蒸发沉积的方法得到球形金纳米粒子。
二、金属纳米粒子的表面修饰由于金属纳米粒子表面的高度活性，其表面修饰不仅能够提高其药物载体的稳定性和生物相容性，还能改善其化学和物理特性，为其应用于生物医学和环境治理等领域提供基础。
金属纳米粒子的表面修饰包括化学修饰、物理修饰和生物修饰等方法。
1. 化学修饰化学修饰是通过化学反应的方法，在纳米粒子表面引入化学官能团、胶束或聚合物等，可以改变纳米粒子的生物相容性、分散性和稳定性。
例如，表面修饰成羟基磷灰石，可用作骨质再生的植入材料。
2. 物理修饰物理修饰是通过改变金属纳米粒子的形貌和大小等表面特征，改变其表面性质。
纳米粒子的包覆技术
纳米粒子的包覆技术
黄远红;胡文军;袁仲国;郭静
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2002(016)007
【摘要】介绍了纳米柱子的聚合物、有机、无机、元素单质、生物大分子包覆技术及其包覆纳米柱子在催化、磁性材料、半导体材料、生物技术方面的应用.【总页数】3页(P55-57)
【作者】黄远红;胡文军;袁仲国;郭静
【作者单位】中国工程物理研究院结构力学研究所,绵阳,621900;中国工程物理研究院结构力学研究所,绵阳,621900;中国工程物理研究院结构力学研究所,绵
阳,621900;中国工程物理研究院结构力学研究所,绵阳,621900
【正文语种】中文
【中图分类】TB383
【相关文献】
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2.氨基酸包覆的YVO4:Eu纳米粒子的合成、发光及细胞成像性能 [J], 梁龙琪; 陈彩玲; 于影; 李雨昕; 李春光; 施展
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纳米粒子制备方法
一、纳米粒子的物理制备方法1.1 机械粉碎法机械粉碎就是在粉碎力的作用下，固体料块或粒子发生变形进而破裂，产生更微细的颗粒。
物料的基本粉碎方式是压碎、剪碎、冲击粉碎和磨碎。
一般的粉碎作用力都是这几种力的组合，如球磨机和振动磨是磨碎与冲击粉碎的组合；气流磨是冲击、磨碎与剪碎的组合，等等。
理论上，固体粉碎的最小粒径可达0.01～0.05 μ m。
然而，用目前的机械粉碎设备与工艺很难达到这一理想值。
粉碎极限取决于物料种类、机械应力施加方式、粉碎方法、粉碎工艺条件、粉碎环境等因素。
比较典型的纳米粉碎技术有：球磨、振动磨、搅拌磨、气流磨和胶体磨等。
其中，气流磨是利用高速气流（300～500m/s）或热蒸气（300～450℃）的能量使粒子相互产生冲击、碰撞、摩擦而被较快粉碎。
气流磨技术发展较快，20世纪80年代德国Alpine公司开发的流化床逆向气流磨可粉碎较高硬度的物料粒子，产品粒度达到了1～5μm。
降低入磨物粒度后，可得平均粒度1μm的产品，也就是说，产品的粒径下限可达到0.1μm以下。
除了产品粒度微细以外，气流粉碎的产品还具有粒度分布窄、粒子表面光滑、形状规则、纯度高、活性大、分散性好等优点。
因此，气流磨引起了人们的普遍重视，其在陶瓷、磁性材料、医药、化工颜料等领域有广阔的应用前景。
1.2 蒸发凝聚法蒸发凝聚法是将纳米粒子的原料加热、蒸发，使之成为原子或分子；再使许多原子或分子凝聚，生成极微细的纳米粒子。
利用这种方法得到的粒子一般在5～100nm之间。
蒸发法制备纳米粒子大体上可分为：金属烟粒子结晶法、真空蒸发法、气体蒸发法等几类。
而按原料加热技术手段不同，又可分为电极蒸发、高频感应蒸发、电子束蒸发、等离子体蒸发、激光束蒸发等几类。
1.3 离子溅射法用两块金属板分别作为阴极和阳极，阴极为蒸发用材料，在两电极间充入Ar（40～250Pa），两极间施加的电压范围为0.3～1.5kV。
由于两极间的辉光放电使Ar粒子形成，在电场作用下Ar离子冲击阳极靶材表面，使靶材原子从其表面蒸发出来形成超微粒子，并在附着面上沉积下来。
金纳米簇制备及应用
金银纳米簇制备方法的研究进展及在生物分析中应用
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可调控荧光： 当金属颗粒尺寸与电子的费米波长相当时，因为量子 尺寸效应，使能级变得不连续，就可受激发生电子跃迁 而产生较强荧光。因此与传统的有机荧光染料和量子点 相比，MNCs 不仅具有尺寸依赖且可调的荧光
优点：
1.尺寸依赖且可调的荧光 2.斯托克位移较大
3.高量子效率
4.合成方法简便 5.生物相容性好
二、细胞标记及成像
AuNCs 具有荧光染料、QDs 等标记物所不具备的优点如 粒径小、无毒、生物相容性好，使其成为一种理想的荧光探 针。
由于红光比蓝光或绿光穿透组织更有效，并且能减少组织 损伤，降低机体的自发荧光干扰等。因此，近红外激发和发射 荧光具有临床应用价值。转换纳米粒子（UCNP）可以通过一 个非线性光学过程将较低能量的近红外辐射转化为较高能量的 可见光。
Trend in the ligands used for NMQCs synthesis
Applications in biomedical analysis
一、生物活性小分子检测 1、H2O2 2、葡萄糖 3、胆固醇、尿素、氨基酸及其衍生物、多巴胺等 二、细胞标记及成像 1、体外细胞标记成像 2、活体成像
体外细胞标记成像
Retnakumari 等[77]制备了牛血清白蛋白（BSA）包被 的金纳米团簇，并通过氨基将叶酸（folic acid，FA）与 BSA 连接，特异地标记了口腔癌细胞 （oral cancer KB cells）和乳腺癌细胞（ breast adenocarcinoma MCF-7）。 Chen等人用一种近红外荧光染料，亲水性ICG 衍生物 MPA 标记叶酸修饰的金簇用于肿瘤的近红外成像，随后， 他们又用阿霉素轭合叶酸修饰的金簇用于体内靶向的治疗。
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收稿日期：2009-08-04原位包覆金属纳米粒子的规模化制备及应用郑碧娟1，何俊武1,2，胡军辉1,2（1.深圳华中科技大学研究院，广东深圳518057）（2.深圳市尊业纳米材料有限公司，广东深圳518118）摘要：介绍激光感应复合加热制备金属纳米粒子的方法，以及基于该技术原位制备碳包覆金属纳米粒子和有机物包覆金属纳米粒子，概括了原位包覆金属纳米粒子的应用。
根据实际应用条件选择合适的包覆方法和包覆材料，可以极大地提高金属纳米粒子的产品性能和适用性，获得更高的应用价值。
关键词：金属纳米粒子；激光-感应复合加热；碳包覆；有机物包覆Large-scale Preparation and Application of In-situCoating Metal NanoparticlesZHENG Bi-juan1，HE Jun-wu1,2,HU Jun-hui1,2(1Huazhong University of Science and Technology Research Institute in Shenzhen,Shenzhen518057,China）2Shenzhen Junye Nano Material Co.,Ltd.,Shenzhen518118,China)Abstract:The practical application of metal nanoparticles has been seriously limited by their sensitivity to environment, such as quick oxidation reaction and losing activity in air.In-situ coating metallic nanoparticles was investigated in order to enhance the stability and retain the activity,expand the area of application.In this paper,the laser-induction complex heating method for preparation of metallic nanoparticles was introduced,and the in-situ carbon coating and organic compound coating metallic nanoparticles on the basis of the laser-induction complex heating technology were presented, at last the application directions of metallic nanoparticles complex were generalized.According to the actual application conditions,the proper coating method and materials were selected to greatly improve the performance and applicability of coating metal nanoparticles with higher application value.Keywords:Metal nanoparticles;laser-induction complex heating method;carbon-coating;organic compound coating 中图分类号：TF123文献标识码：A文章编号：1812-1918（2010）03-0010-040引言金属纳米粒子比表面积大、表面能高、表面活性高及独特的量子尺寸效应和表面效应，使其具有化学反应活性高、烧结温度低、微波吸收等特性，因此，金属纳米粉体材料成为化工催化剂、烧结添加剂、导电浆料、润滑油添加剂、吸波材料等功能材料的理想选材，在信息通讯、生物医药、微电子、有机化工、航空航天等领域显示了极其重要的应用价值。
金属纳米粒子所具有的小尺寸和表面效应使10图1激光-感应复合加热装置示意图[6]1Laser;2Reflect mirror;3Lens;4Vaporization room;5Inductor;6Crucible;7Ar container;8Induction power;9Collector;10Vacuum pump;11Valves其处于高活化的状态，对所处环境(温度、湿度、振动、光照、磁场等)特别敏感，容易与环境中的气体、液体分子发生交互作用，因此，暴露于空气中的金属纳米粒子表面极易氧化其至在空气中自燃，引起金属纳米粒子稳定性下降并丧失活性，给存储和使用带来很大困难[1]。
在金属纳米粒子的表面包覆一层保护膜，形成核壳结构，可以隔离活性的金属纳米粒子与周围环境的接触，从而保护内核的活性金属不被进一步氧化。
包覆型纳米复合材料的制备方法有多种[2][3]，如球磨法、电弧法、离子束法、化学气相沉积法、置换法、化学镀法、原位聚合法等。
本文首先介绍拥有独立自主知识产权的激光感应复合加热制备金属纳米粒子的方法，随后介绍基于该技术原位制备碳包覆金属纳米粒子和有机物包覆金属纳米粒子，最后概括原位包覆金属纳米粒子的应用。
1激光-感应复合加热制备金属纳米粒子金属纳米粒子的制备方法有物理法和化学法两种，其中，化学法制备的产品纯度差，含有较多氧化物杂质，且反应条件苛刻，污染严重[4]。
等离子气相合成法和金属丝电爆炸法是目前国外制备高纯度金属纳米及其氧化物的主要物理方法，但前者的缺点是热损失严重，能量利用率低，后者的缺点主要是蒸发时金属液滴飞溅，纳米粉体的粒径分布很宽[5]。
激光-感应复合加热法采用高频感应，将金属材料整体加热至较高温度，使金属材料对激光的吸收率大大提高，从而利于充分发挥激光的作用，然后再引入激光，使金属材料迅速蒸发，同时产生很大的温度与压力梯度，不仅粉末产率较高，而且易于控制粉末粒度。
这是基于金属材料对激光的吸收率随温度升高而增大，如室温下，材料对CO 2激光的吸收率低于5%；当温度升高至接近熔点时，吸收率可达40-50%；当温度接近沸点时，吸收率可超过90%。
该技术经过深圳市尊业纳米材料有限公司几年的中试生产，表明在保持所生产的金属纳米粉体清洁度和纯度高的基础上，能大幅度提高纳米粉的产率和产量。
目前单机可达年产1吨级的水平，其热装置如图1所示。
2原位包覆金属纳米粒子2.1碳包覆金属纳米粒子碳包覆金属纳米粒子是近年发展起来的金属纳米粒子活性保护技术。
碳壳可以在很小的空间禁锢金属物质，从而有效地保护纳米粒子不受环境影响而发生氧化反应和其他反应[6]，同时，碳壳能改善内核粒子的表面电性、表面活性，从而防止金属纳米粒子长大和团聚。
激光感应复合加热蒸发法制备原位碳包覆金属纳米粒子的基本原理与制备纳米金属类似，所不同的是，金属蒸汽在Ar 的碰撞作用下形成原子化的纳米微团的同时，甲烷气体在电弧高温区受热分解成为氢原子和碳原子，形成氢气和碳的微团。
在金属以及碳、氢原子的混合微团离开弧区到达收集室冷却壁的过程中，由于存在较大的温度梯度，熔点较高的碳原子微团首先凝结，以物理吸附的方式在金属粒子表面形核。
纳米金属微团凝结形成晶体时，表面形核的碳通过碳原子的自扩散生长形成石墨层片，最终在纳米金属粒子周围形成石墨碳层包覆。
图2为碳包覆金属纳米粒子的电镜形貌图。
2.2有机物包覆金属纳米粒子有机物包覆技术是通过有机物官能团在粒子表面进行的物理、化学吸附或化学反应使有机物高分子覆盖于粒子表面的工艺。
在激光-感应复合加热技术的基础上实现有机物包覆金属纳米粒子规模化制备的途径是，将激光-感应复合加热法制备的纳米粒子捕获后，在惰性气氛保护下直接与有机物按预定的计量比例进行机械混合或捏合，图2碳包覆金属纳米粒子形貌图A Cu/C；B Fe/C；C Ni/C有机分子通过表面沉积吸附或形成化学键的方式与纳米金属粒子新鲜的表面结合，从而实现对纳米金属粒子的原位包覆。
该法所得的有机物包覆纳米粒子不仅保持了纳米金属的活性，而且可以根据不同的应用实况，选择不同的有机包覆物，具有灵活的实用性和广泛的应用价值。
3包覆型金属纳米粒子的应用3.1在燃料助剂方面的应用将铝/镍纳米粉体添加到火箭的固体燃料推进剂中可大幅度提高燃料的燃烧速度、燃烧热，改善燃烧的稳定性。
碳包覆纳米铝粉不仅可以在低温时有效保护纳米铝粉的活性，而且高温燃烧时碳壳参与反应还可以提供额外的燃烧能[7]。
此外，将纳米铝粉与燃料推进剂的有机组分制成金属纳米复合体，对提高纳米铝粒子与燃料推进剂其他组分相容性，保持纳米铝粒子的活性，简化含纳米铝粒子燃料推进剂的生产工艺具有重要意义。
3.2在电磁方面的应用碳包覆的磁性金属纳米颗粒在磁性数据存储、静电复印术和磁性共振影像传输、药物靶向载体等领域都有着重要的应用前景。
碳层的作用是将磁性颗粒彼此隔离开来以避免贴近的磁单元间由于相互作用而产生一系列问题，并使磁颗粒具有抗氧化能力[8]。
有研究表明，铁族磁性金属Fe、Co、Ni被碳包覆后仍然保持其原有的磁性，并且根据不同的合成条件可以得到具有不同磁性能的纳米颗粒[9]-[11]。
利用高分子原位包覆的Ni、Cu、Ag纳米粉体制成的电子浆料性能优越，电导率高，并且烧结温度很底，有利于线路进一步微细化，对微电子器件的小型化以及线路板的环保生产新工艺起着重要作用。
3.3在润滑材料方面的应用纳米粒子具有优异的抗磨减摩性、自修复等特性，可广泛应用于摩擦学领域。
用原位包裹的纳米铜粉制备性能优越的润滑油，可极大提高润滑油的抗极压特性，并且具备良好的自修复能力。
纳米铜粉有个致命的弱点，即容易被氧化而失去活性。
通过有机物包覆技术，不仅能提高纳米铜粉的抗氧化性和稳定性，克服纳米铜的应用瓶颈，而且根据润滑油成分选择合适的有机包覆物，还能增强组分间的相容性，提高纳米粒子的分散性，简化工艺，具有良好的推广前景。
3.4在新型电池方面的应用lande等人研究了将碳包覆钴纳米材料作为燃料电池阳极材料，结果表明，碳包覆纳米材料作为燃料电池阳极材料具有较好的电化学还原性能，是一种理想的电池阳极材料[12]。
此外，Al、Si、Sn等元素具有非常高的储锂容量，但它们在充放电过程中容易产生较大的体积膨胀，导致锂离子电池的循环性能恶化。
而碳材料则具有高度的化学稳定性、热稳定性和结构稳定性，但其容量偏低。
为此，有学者认为，碳包覆Al、Si、S纳米复合材料有望通过碳壳的禁锢减少金属元素的体积膨12[11]李琰,潘庆谊,陈海华等.聚乙二醇／纳米氢氧化镍溶胶体系稳定性的研究[J].材料科学与工程学报,2004,22(2):263-266.[12]段浩,刘开宇,张莹等.水热修饰微乳法合成纳米Ni(OH)2及其性能研究[J].电池工业,2008,13(6):397-400.[13]杨长春,李祥杰,陈鹏磊等.电解法制备球形氢氧化镍工艺研究[J].电源技术,2000,24(5):288-291.[14]谢红波,朱燕娟,黄亮国等.PH值和表面活性剂对纳米氢氧化镍松装密度的影响[J].中国有色冶金,2008,(3):22-24.[15]韩喜江,谢小美,徐崇全等.混合纳米氢氧化镍的球镍电极材料的电化学活性研究[J].无机化学学报,2003,19(3):247-251.[16]张倩，徐艳辉，王晓琳等．均相沉淀法制备α-Ni(OH)2及电化学性能研究[J]．稀有金属材料与工程，2004，33（12）：1291-1294.作者简介李强（1981-），男，汉族，江西省安福县人，硕士研究生，主要研究领域为镍氢电池。