核壳结构微纳米材料应用技术
核壳结构纳米复合材料的制备
核壳结构纳米复合材料的制备核壳结构纳米复合材料是一种由核部分和壳部分组成的材料，核部分指的是材料的中心部分，壳部分则包裹在核部分的外面。
核壳结构的设计可通过调控核心和壳层的材料选择、粒径控制和合成方法等方式实现。
本文将介绍基于不同制备方法的核壳结构纳米复合材料的制备。
1.纳米颗粒生长法纳米颗粒生长法是一种常用的制备核壳结构纳米复合材料的方法。
该方法主要包括溶胶-凝胶法、化学沉积法等。
这些方法是通过调节核心和壳材料的浓度和反应条件来实现的。
溶胶-凝胶法是一种通过将核心材料溶解在合适的溶液中，然后逐渐加入壳材料溶液而形成的方法。
在该过程中，核-壳界面通过溶胶-凝胶反应来实现。
例如，如果需要制备二氧化硅核壳结构纳米复合材料，可以先将二氧化硅纳米颗粒溶解在水中，然后逐渐加入硅烷溶液来形成核壳结构。
化学沉积法是一种通过在核材料表面沉积外壳材料而形成核壳结构的方法。
该方法通常包括还原法、沉淀法等。
例如，要制备银-二氧化硅核壳结构纳米复合材料，首先可以将银纳米颗粒还原添加到二氧化硅溶液中，然后通过加热或添加还原剂来沉积银颗粒在二氧化硅表面。
2.逆微乳液法逆微乳液法是另一种制备核壳结构纳米复合材料的方法。
该方法主要通过微乳液反应来实现。
微乳液是由表面活性剂和溶剂组成的稳定体系，其中油型微乳液是最常用的。
在这种方法中，核材料溶解在油型微乳液中，然后通过调节溶剂和表面活性剂的类型和浓度，以及反应条件来沉积壳材料。
例如，要制备金-聚合物核壳结构纳米复合材料，首先可以将金纳米颗粒溶解在油相微乳液中，然后通过控制聚合物的沉积条件来形成核壳结构。
3.水热法水热法是一种常用的制备核壳结构纳米复合材料的方法。
这种方法主要通过在高温和高压下进行反应来实现。
例如，要制备锌-氧化锌核壳结构纳米复合材料，可以将锌粉和氧化锌纳米颗粒溶解在水中，然后在高温和高压下进行反应。
在反应过程中，锌粉会作为核材料，而氧化锌纳米颗粒会沉积在锌粉的表面形成壳层。
核壳结构C@CoNi复合材料及其设备制作方法和应用与制作流程
本技术属于电磁波吸收材料技术领域，公开一种核壳结构C@CoNi复合材料及其制备方法和应用。
所述复合材料是由若干个CoNi合金颗粒均匀包裹在碳球周围而形成的核壳结构，并且CoNi合金颗粒呈花状结构。
制备方法：将葡萄糖、十六烷基三甲基溴化铵加入水中，搅拌均匀，将所得溶液控温在180~200℃静置水热反应12~15 h，水热反应结束后，取出其中的沉淀物，清洗、干燥，获得前驱体碳球；将碳球、水溶性钴盐、水溶性镍盐、水合肼分散于水中，搅拌均匀，将所得溶液控温在160~180℃静置水热反应15~18 h，水热反应结束后，取出其中的沉淀物，清洗、干燥，获得核壳结构C@CoNi复合材料。
制备的核壳结构的C@CoNi复合材料具有很好的电磁波吸收特性。
权利要求书1.一种核壳结构C@CoNi复合材料，其特征在于：所述复合材料是由若干个CoNi合金颗粒均匀包裹在碳球周围而形成的核壳结构，并且CoNi合金颗粒呈花状结构。
2.一种如权利要求1所述核壳结构C@CoNi复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、将葡萄糖、十六烷基三甲基溴化铵加入水中，搅拌均匀；其中，以质量-体积比计，葡萄糖∶十六烷基三甲基溴化铵∶水=（6~8）g∶（0.1~0.3）g∶（50~70）mL；（2）、将步骤（1）所得溶液控温在180~200 ℃静置水热反应12~15 h；（3）、步骤（2）水热反应结束后，取出其中的沉淀物，清洗、干燥，获得前驱体碳球；（4）、将碳球、水溶性钴盐、水溶性镍盐、水合肼分散于水中，搅拌均匀，其中，以摩尔-体积比计，水溶性钴盐和水溶性镍盐分别以其实际提供的钴和镍计算，碳球∶水溶性钴盐∶水合肼∶水 =6 mmol∶（0.5~1.5） mmol∶（5~10） mL∶（50~70）mL，水溶性钴盐与水溶性镍盐的用量相同；（5）、将步骤（4）所得溶液控温在160~180 ℃静置水热反应15~18 h；（6）、步骤（5）水热反应结束后，取出其中的沉淀物，清洗、干燥，获得核壳结构C@CoNi复合材料。
纳米液滴的制备与应用技术
纳米液滴的制备与应用技术纳米液滴是一种粒径在纳米级别的液滴结构，具有广泛的应用潜力。
通过控制液滴的制备和表面修饰，可以调控其性质和功能，从而实现多种应用，如生物传感、药物释放、微纳流体控制等。
本文将介绍纳米液滴的制备方法和一些最新的应用技术。
一、纳米液滴的制备方法纳米液滴的制备方法多种多样，常见的方法包括电喷雾法、微流控法、乳化法和化学还原法等。
1. 电喷雾法电喷雾法是一种常用的制备纳米液滴的方法。
通过在电场作用下将液体雾化成小液滴，然后通过表面张力和荷电相互作用使其形成纳米尺度的液滴。
这种方法制备的纳米液滴尺寸均匀性好，可以控制在几十纳米到几百纳米范围内。
2. 微流控法微流控法是通过微流控芯片来制备纳米液滴的方法。
通过调节流体在微通道中的流动速度和混合程度，可以控制液滴的大小和形状。
这种方法制备的纳米液滴尺寸可控性好，并且可以实现高通量制备。
3. 乳化法乳化法是通过将两种不互溶的液体通过机械剪切或超声波辅助形成纳米液滴。
这种方法适用于制备核壳结构的纳米液滴，通过控制乳化条件，可以实现不同核壳比例的纳米液滴。
4. 化学还原法化学还原法是通过化学反应将金属离子还原为金属纳米颗粒，并与液体中的一个液滴结合形成纳米液滴。
这种方法适用于制备具有特殊功能的金属纳米液滴，如表面增强拉曼散射（SERS）和光热疗法等。
二、纳米液滴的应用技术纳米液滴由于其特殊的结构和性质，被广泛应用于多个领域，下面将介绍其中的几个重要应用技术。
1. 生物传感纳米液滴作为传感器的载体，可以通过表面修饰引入特定的生物分子，实现对生物分子的高灵敏检测。
通过改变纳米液滴表面的结构和功能化修饰，可以实现对多个生物分子的同时检测，具有高灵敏度和高选择性。
2. 药物释放纳米液滴可以作为药物的载体，通过调控液滴的结构和性质，实现针对性的药物输送和释放。
通过控制纳米液滴的大小和表面修饰，可以实现针对性的靶向治疗，提高药物的生物利用度和疗效。
3. 微纳流体控制纳米液滴具有较高的流体特性和可调控性，可以用于微纳流体控制。
纳米技术在医学和生物科学中的应用
纳米技术在医学和生物科学中的应用随着纳米技术的不断发展，人们开始研究纳米材料在医学和生物科学领域的应用。
纳米技术具有微小尺寸和独特性能等优良特性，在药物送达、疾病预防和治疗以及生物传感方面具有广泛的应用前景。
本文将重点阐述纳米技术在医学和生物科学领域的应用进展和发展趋势。
一、药物传递纳米技术在药物传递方面具有很大优势。
通过控制纳米粒子的大小、形状和表面性质，可以提高药物的生物利用度、稳定性和靶向性，从而改善药物疗效和减少副作用。
目前，纳米药物具有很多种类，包括纳米颗粒、纳米乳液、纳米胶囊和纳米纤维等。
其中，纳米粒子是最为常见的一种形式。
1.1 纳米颗粒纳米颗粒是直径小于1000纳米的微粒子，可以通过改变表面电荷、改变粒子的组成、掺杂或修饰特定配体等方式，提高其生物相容性和靶向性，从而实现药物精准传递。
纳米颗粒具有较大的比表面积和相对稳定的分散性，可以通过多种途径进入人体的细胞内部，提高药物吸收率和药效，同时降低药物的毒性。
1.2 纳米乳液纳米乳液是纳米技术在胶体化学和表面化学等学科的共同发展下产生的一种新型药物载体形式。
纳米乳液通过改变表面张力、改变胶体静电势等方式，可以极大地提高药物的生物利用度和稳定性，同时降低药物的毒性。
纳米乳液还可以通过改变组成、掺杂或修饰特定配体等方式，实现药物靶向传递和调控。
1.3 纳米胶囊纳米胶囊是一种新型的药物载体形式，主要采用壳层与核心体壳二层（核壳）或多层结构实现药物的封装和控制释放。
纳米胶囊具有高度的控制释放性能和良好的药物稳定性，可以在药物生物相容性和靶向性方面具有更好的性能。
1.4 纳米纤维纳米纤维是一种由纳米级颗粒组合而成的纤维形态物质。
纳米纤维可以在药物封装和控制释放方面具有较好的性能，同时还可以在生物医学材料、组织工程和生物传感器等领域具有重要应用。
纳米纤维采用不同材料、不同形态和不同尺寸的奇特优势，可以实现药物、骨修复和细胞研究等领域的重要应用。
核壳结构Ni(Cu,Co)／Al微纳米复合粒子的制备及其与Fe2O3的热反应性能表征
氧 化剂 沉积在 微米 级铝 粉表 面 ，从而 达到 增加 接触 面 积 以及提 高分 散性 的 目的 。这些 方法 在一 定程 度上 明 显提 高 了铝热 剂 的反应 性能 ，但 在大规 模 制造 时受 到 了价 格、安全 性及 纯度较 低等 方面 的挑 战 。 本研 究在 含活化 离 子和保 护 剂 的溶 液 中 ，利 用 置
王 毅 ，姜 炜 ，程 志鹏 ，安 崇伟 ，宋 小兰 ，李凤 生
（ 京理 工 大 学 国家 特 种 超 细 粉 体 工 程 技 术 研 究 中心 ，江 苏 南 京 ２ ０ ９） 南 １０ ４
摘 要 ：采 用 置 换 法 通 过 对 溶 液 中 各 种 参 数 的 控 制 ， 实 现 了在 弱 酸 性 条 件 下 Ｎ （ ｕＣ ）３种 纳 米 金 属 粒 子 在 微 米 Ａｌ ｉ ，ｏ Ｃ 粉
研 究 的重点之一 ［ 。由于 其具 有很 高 的热效 应 、灵活 １ ｑ】 的成分 配 比、较 高的质 量密 度和 安定 性 ，因此 被广 泛 地应 用于 冶金 、材料 、焊 接 、烟火 和军 工等 领域 ［ 】 ４。 其 中 Ａ１ ｅＯ 体系 在燃烧 时 能放 出 巨大 的热 量 ，产 生 ． ２３ Ｆ 高达 ３ ３ 的绝 热温度 ， １５ Ｋ 目前 已经被成 功地 应用 于材 料 的表 面镀 覆及 合金 的冶炼 ［ 】 对 于军 工领 域 也有极 ６， ， ’
维普资讯
第 ３ ７卷
２ ８笠 ００
第 ７ 期
７月
稀有金属材料 与工程
ＲＡＲＥ ＥＴ Ｍ ＡＬ ＥＲＩ ， ＡＩＳ ＡＮＤ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ Ｇ Ｎ
Ｖｏ． ， １ ３７ Ｎｏ． ７ Ｊ ｙ ２ ０８ ｕｌ ０
核壳纳米粒子的合成方法及性质研究综述
科教论坛ScienceandEducationForum核壳纳米粒子的合成方法及性质研究综述文/江健林 刘松 吴昱均 王铭樟 田雪梅 王晓芳摘要：基于核壳纳米粒子优越的性能，其可控的制备以及相应的性质是现代材料科学的研究热点，本课题主要综述了机械混合反应法、新型溶胶-凝胶法、微乳液聚方式、氧化还原-重金属化法、沉淀法等核壳纳米粒子合成方法，并以核壳TiO2纳米颗粒为例，综述了对其光电催化性能的研究成果。
关键词：核壳纳米粒子；氧化还原；TiO2。
1 前言在20世纪初，美国国家纳米技术计划（NNI）预测纳米技术的发展将处于两个基本阶段。
首先，通过合并简单的纳米结构并发现其新的纳米级性能来改善现有产品。
其次，开发兼具安全性和多功能性的新型复杂纳米系统。
如今，纳米粒子和纳米结构的发展已在各个层面上广泛开展，其影响已广泛传播到几乎所有科学技术领域，例如材料科学，光学，电子，传感器，能源，太阳能电池，医学，药物输送和生物应用。
开发纳米颗粒多功能性的一种常见方法是将各种形式的材料组合在一起，例如有机-有机、有机-无机、无机-无机、有机-生物等形式作为双金属纳米复合材料或核壳纳米颗粒。
核壳纳米粒子是成功的多组分纳米材料，其中包括众多功能，具有较好的发展前景，受到人们关注[6–8]。
因此，本文对核壳纳米粒子的部分研究成果进行分析，对其合成方法做了简要综述，并重点总结了核壳TiO2纳米例子及其光电催化性能的研究成果。
2 核壳纳米结构粒子的相关合成方法2.1 机械混合反应法与大多数传统合成方法相反，机械混合反应能在不高温、不复杂的条件下合成核壳纳米粒子，具有简单，高效、快速的特点。
2016年Mojgan Ghanbar采用新型的机械混合反应物法合成制备并表征了TiCdI3纳米结构。
选择了硝酸铊、硝酸镉和碘化锂作为起始试剂，在室温条件下制备了用于合成TiCdI3的CdI2和TiI。
TiCdI3的形貌、相结构和相纯度可以由TiI：CdI2的比例控制，也可以通过调节表面活性剂的种类来控制。
纳米技术和纳米材料在纸质材料中的应用
微纳米电路与系统
互连和包装，制造 传感器和柔性显示器
技术的融合与集成系统 （系统的设计和实施低成本的集成和组装， 设计、制造及稳固性） 生物，微纳米电子学 纸张和纤维产品 处理
有机/聚合物电子材料 与器件
喷墨打印和激光打印 电子油墨，油墨和其他 化学品
纳米科学领域和纳米技术方面 （与纸相关的）的研究
聚合物
方法
聚合物
油溶性引发剂：复制液滴
油
聚合物
实验
Oil
1. 乳化
H2O
H2O
2. 聚合
在油相中预处理
包含TX-405（非离子乳化剂） 聚合物乳液
脱落粘土
粒度和TX- 405用量之间的关系
900 800
Particle Size (nm)
700 600 500 400 300 200 100 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
50 40 30 20 SW ECF Pulp Bulk Enrich Xylan Surface Enriched Xylan
纳米纤维的原子力显微镜 -正在研究的强度优势 -报告的阻隔性能 Glucomannans Unexplored
焦点：造纸及纸基材技术的融合和系统集成
通信和计算机技术 通信工艺，媒介技术
Behavior of Materials at the Nanoscale is
NOTHING Like That at the Large Scale
50 nm MoGe 超导线材
常见的日纳米 - 应用
公元前应用 纳米障碍
美索不达米亚公元前4500年
纳米护理®织物保护给人一种革 命性的，无忧无虑的质量抗皱面 料，最大限度地减少污渍，提供 了卓越的液体拒，保持抗皱。
核-壳型复合纳米粒子的研究现状及展望
白 炭黑的粒子表面具有高反应活性的硅醇基官能 团， 易于与有机改性剂 （ 尤其是硅烷类偶联剂） 发生脱
水缩合反应而生成 较牢 固的化学 键。有报道 用硅 酸盐 水解一缩 合 反应 生成 溶 胶 沉 积 在纳 米 ｃｃ ｊ 子 表 ａｏ 粒
ｏ 胶态种子表面还原为 Ａ 。 ４ ｕ得到粒径为 １Ｏｍ左右 ７ｈ
酸交替包裹在亚微米的Ａ２３ ｌ 核表面， ０ 聚丙烯酸是作为
的 Ｆ ４Ａ 磁性复合微粒【 采用多元醇还原工艺和 桥架 剂 ｂｏ／ ｕ ；
自 组装技术 ， 在微米 级 Ｆ 粉 表面包 覆纳 米 ｃ 包复层 ， ｅ ０
一
３ 结论和展望
维普资讯Ｏ 年第 １ Ｏ６ 期
核 一壳 型 复合 纳 米 粒 子 的研 究 现 状 及 展 望
庄叶凯 郑典模
（ 南昌大学环境科学与工程学院， 南昌３（２） ３） Ｘ９ 摘 要： 本文介绍了核 一 壳型复合纳米粒子几类主要的合成方法， 并在此基础上讨论
利 。由于复合纳 米材 料具 有 更多 的特 殊 功能 ， 内外 国
气液界面， 所以在溶剂的除去过程中表面张力或毛细
管作 用力也被消 除 ， 得多孔 、 比表面 的金 属氧化 可制 高 物 与混合金属氧 化物。 ２１２ ．． 溶胶沉 淀法
在该领域的研究十分活跃。纳米复合材料是由纳米尺 寸的材料分散在三维基体里形成的一类新 的复合材 料。 其能够表现出明显的量子尺寸效应（ｎ ｉ光吸收边蓝 移现象） 和三阶非线性光学系数的提高， 可望在光学双
ＣＣ ｊ Ｓ ２ｎ２ ａＯ－ ｉ ；Ｉ０复合粒子 等 。也有报 道用 改进 的溶 ０ － Ｉ
胶沉淀法合成 了制备了核壳型聚苯胺／ 钛酸钡复合微 粉； 用水热法制备了 ＣＳ纳米微粒 ， ＿ ＿ Ａ 同时利用 Ｚ （ Ｈ ２ ｎＯ ）
核壳结构-摘要
随着科学技术的快速发展，人们对功能型器件的要求越来越高，多铁性材料由于同时具有铁磁性能和铁电性能，并且能够通过两者的耦合协同作用，赋予材料新的发展潜力使其在存储器、传感器、转换器等多功能电子器件中具有很大的应用价值。
目前具有多铁性的单相体系较少，比较理想的只有铁酸铋，但其铁电性和铁磁性非常弱，为了改善多铁性，本研究采用具有较好铁电性的钛酸钡和较好铁磁性的铁酸钴，将二者制备成核壳结构，以提高材料的多铁性。
目前研究CoFe2O4/BaTiO3核壳结构多铁性材料的报道较少。
本文将首先通过沉淀法和溶胶-凝胶法制备铁电相钛酸钡、化学共沉淀法制备铁磁相铁酸钴，然后在此基础上通过溶胶-凝胶法和表面沉积法以铁磁相为核、铁电相为壳合成出具有核壳结构的CoFe2O4/BaTiO3多铁性复合材料，利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和铁电测试仪等手段研究材料的组分、微形貌、铁磁性和铁电性能。
采用沉淀法和溶胶-凝胶法制备BaTiO3，研究不同工艺条件对制备产物的影响。
在沉淀法中，研究了反应温度、反应浓度、反应时间、加料方式和煅烧温度对产物的影响。
由实验结果可知，随着反应温度的升高、反应浓度的增大，产物粒径都逐渐减小;随着反应时间的延长，颗粒粒径则逐渐增大;逐渐滴加钛酸丁酯醇溶液时，所得颗粒粒径较大，结晶度较好;随着煅烧温度的升高，颗粒粒径逐渐增大，纯度逐渐提高，在此基础上确定了实验的最佳条件:反应温度为85℃，反应浓度为1.0 mol/L，逐滴加入钛酸丁酯醇溶液，反应1.5h后干燥的粉体在850℃下煅烧2h。
在溶胶-凝胶法中，研究了pH值、反应温度、醇盐浓度和煅烧温度对产物的影响。
由实验可知，随着pH值的增大，凝胶时间逐渐缩短，粉体粒径先减小后增大;随着温度的升高，凝胶时间逐渐缩短，粒径则逐渐增大;随着醇盐浓度的增大，凝胶时间逐渐缩短，粒径则先增大后减小;煅烧温度达到700℃时，可以得到纯度很高的钛酸钡粉体，温度继续升高，粒径增大，在此基础上确定了实验的最佳条件:pH值为4、反应温度为50℃左右、醇盐浓度为 1.0mol/L下制备出凝胶，700℃下将凝胶煅烧2h。
核壳结构碳包覆Ni纳米材料的合成及电磁性能分析
中， 用玻 璃 棒 搅 拌 成 糊状 。再 称 取 ＮｉＮＯ ） （ 。 ２・５ Ｏ Ｈ。 １ ｏ ， 于 ５ 去离 子水 中 ， 其逐 滴 加入上 述 淀粉糊 ． ｇ溶 ｍｌ 将 中， 然后 对其 充分 搅拌 ， 向其 中加 入一 定摩 尔 配量 （ 再 ｎ （ ＯＨ一）： （ 抖） Ｎｉ ：２：１ 的 ０ １ ｌＬ的 Ｎａ ） ． ｍｏ／ ＯＨ， 淀
称 取 淀 粉 ２ ． ｇ 加 入 含 有 ５ ｍｌ 离 子 水 的 烧 杯 ００ ， ０ 去
物进行 表征 ， 米 颗 粒 呈核 壳 结构 ， 径 分 布 比较 窄 ， 纳 粒 金属 颗粒 为 单 晶 Ｎｉ 。通 过 波 导 法 对 所 制 备 的碳 包覆
Ｎ 纳 米 材 料 电磁 性 能 进 行 分 析 ， 用 矢 量 网 络 仪 测 试 ｉ 采
袁 霞 等 ： 壳 结 构 碳 包 覆 Ｎｉ 米 材 料 的合 成及 电 磁 性 能 分 析 核 纳
核 壳 结构 碳 包 覆 Ｎｉ 纳米 材 料 的合 成 及 电磁 性 能 分 析
袁 霞 ， 玉 良 ， 朝 晖 ， 青 怡 ， 安 郑 候 王 俊
（ 阳理 工大 学 材料 科学 与工 程学 院 ， 宁 沈 阳 ｌ ０ ６ ） 沈 辽 １ 一 定 时 间 （ ｈ 。反 应 结 束 后 ， ０℃ 并 ２） 体 系在 氮 气保 护 下冷却 至室 温 。在石 英 舟 中生 成黑 色 的产 物 。
２ ２ 吸 波 片 的 制 备 ．
构 。而这些 复合 结 构 具 有 特 殊 的结 构 和性 质 ， 其 在 使 电磁 学 、 学 、 学及 微 电 子 学 等 领 域 都 有 广 泛 的 应 医 化 用［ 。其 中碳 包 覆纳米 金 属材料 作 为一 种 新 型 的碳 复 １ ］
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核壳结构微纳米材料应用技术
姓名： 王冰
2012年 5月
摘要 纳米科学被认为是21世纪头等重要的科学领域，它所研究的是人类过去从为涉及的非宏观、非围观的中间领域，使人们改造自然的能力延伸到分子、原子水平，标志这人类的科学技术进入了一个新的时代。纳米结构由于既有纳米微粒的特性如量子效应、小尺寸效应、表面效应等优点，又存在由纳米结构组合引起的新效应，如量子耦合效应和协同效应等，而且纳米结构体系很容易通过外场（电、磁、光）实现对其性能的控制。核壳型纳米微粒由于表面覆盖有与核物质不同性质纳米粒子，因此表面活性中心被适当的壳所改变，常表现出不同于模板核的性能，如不同的表面化学组成、稳定性的增加、较高的比表面积等，这些粒子被人为设计和可控制备以满足特定的要求。 关键词：纳米 核壳 纳米材料的应用
1核壳型纳米粒子的定义及分类 1.1 核壳型纳米粒子定义 核壳型纳米粒子是以一个尺寸在微米至纳米级的球形颗粒为核，在其表面包覆数层均匀纳米薄膜而形成的一种复合多相结构，核与壳之间通过物理或化学作用相互连接。广义的核壳材料不仅包括由相同或不同物质组成的具有核壳结构的复合材料，还包括空球、微胶囊等材料。 核壳型复合微球集无机、有机、纳米粒子的诸多特异性质与一体，并可通过控制核壳的厚度等实现复合性能的调控。通过对核壳结构、尺寸剪裁，可调控它们的磁学、光学、电学、催化等性质，因而有诸多不同于单组分胶体粒子的性质。他在材料学、化学组装、药物输送等领域具有极大的潜在应用价值。 1.2 核壳型纳米粒子分类 (1)无机—无机核壳结构微纳米材料:核壳均为无机材料的复合微纳米材料。 (2)无机—有机核壳结构微纳米材料:核为有机材料，壳为无机材料的复合微纳米材料。 (3)有机—无机核壳结构微纳米材料：核为无机材料，壳为有机材料的复合微纳米材料。 (4)有机—有机核壳结构微纳米材料：核壳均为有机材料的复合微纳米材料。 (5)复杂核壳结构微纳米材料：具有多层核壳结构，核壳多分分分别为有机或者无机材料。
2 核壳结构微纳米材料形成机理 目前核壳型复合微球的形成机理主要有化学键作用、库伦力静电引力作用、吸附层媒介作用机理、过度饱和机理等。颗粒表面的包覆，无论是有机还是无机，一般均认为由以上4种机理形成，也可能几种机理同时存在。
3 有机—有机核壳结构微纳米材料制备 有机—有机核壳结构复合材料分为微球和微囊，微球和微囊因其特殊尺寸和特殊结构在许多重要领域起到了特殊而关键的作用。微球的主要功能有以下几个方面：（1）微存储器。 （2）微反应器。 （3） 微分离器。 （4）微结构单元。 3.1乳液聚合法 3.1.1乳液聚合机理 （1）胶束成核机理：引发剂分解，自由基进入胶束引发聚合反应，场所在胶束里进行。胶束不断捕捉单体，从而进行胶束溶胀，最后成核完全，制备出微球。此机理一般适用于疏水性的单体乳液聚合。在加入引发剂前，聚合体系有单体液滴、单体溶胀胶束以及水相组成，水相中有自由乳化剂和极少量的单体。在体系内加入引发剂后，引发剂在水相中分解成活性种，在引发单体成单体初级自由基。初级自由基或立即被溶胀胶束捕捉，或在水相中与溶解与水的单体聚合成长为低聚物自由基后被溶胀胶束捕捉。然后聚合反应将一直在溶胀胶束中进行，形成单体—聚合物微球。 （2）均相成核机理：假设核在水相中生成的。引发剂在水中分解成活性种,再引发单体成单体初级自由基后，与溶解在水中的单体聚合，聚合到临界链长大后，低聚合自由基变从水相中沉淀出来而形成核。 3.1.2乳液法制备有机—有机核壳粒子 李俊峰等人以戊二醇为交联剂，采用乳化交联的方法来制备CS/n-HA复合微球。他们认为其形成的主要是基于CS和戊二醛的Schiff碱反应。谢敏等以硫酸铵为引发剂，用种子乳液聚合方法，合成出以聚苯乙烯为核，聚甲基丙烯酸甲酯为壳的复合乳液。 3.2悬浮聚合法 3.2.1浮聚合机理 悬浮聚合系统由疏水性单体、水、稳定剂以及疏水性引发剂构成。含有引发剂的单体油滴常由机械搅拌的方式来制备，分散剂吸附在油滴的表面而使其稳定。 3.2.2浮聚合制备有机—有机核壳材料 Ma Guanghui等制备了尺寸均一的聚氨酯/聚丙烯酸酯、聚氨酯/聚苯乙烯复合微球。具体方法是：将聚氨酯预聚物与苯乙烯或丙烯酸酯均匀混合制备成油相，将MST-1和SLS溶于水，用于水相，再用膜乳化法制备O/W型乳液后，加入增链剂（二胺）/乙酸乙酯溶液，边搅拌边反应1h后，将乳液移入聚合反应器，通入氮气1h后，升温到70℃，聚合搅拌速度为150r/min。
4 有机—无机核壳结构微纳米材料制备 有机—无机核壳材料中由于有机物和无机物的亲和性较差，其微球的制备并不容易，必须采用特殊的制备策略。此外，将无机颗粒均匀地分散在高分子微球内也是一项较困难的工作。有机—无机核壳微球可采用微球的制备方法包埋，但是往往包埋的结构会不理想。因此，很多学者开发了一些特殊的包埋法，如：无皂聚合法、化学共沉淀法、表面接枝法等。 4.1无皂聚合法 无皂乳液聚合是以无机纳米颗粒为核，油滴内的单体通过向水相扩散，在水中或胶束中进行聚合形成寡聚物或一次颗粒沉淀在无机颗粒表面，表面的聚合物进一步吸收单体并聚合，最后形成高分子膜包覆在无机颗粒的表面。但是，由于无机颗粒和聚合物的亲和性不好，寡聚物或一次颗粒往往不沉淀在无机颗粒表面，而独自形成不含无机颗粒的高分子微球。因此，包埋无机纳米颗粒的关键在于如何提高无机颗粒和聚合物的亲和性，如何使聚合在无机纳米微粒表面发生。一般通过使引发剂在无机颗粒表面，从而限制聚合反应只能在无机纳米颗粒表面进行；或通过反应性乳化剂处理无机纳米颗粒表面，使聚合反应较容易进行。 周春华等人通过NaUA（十一烯酸钠）表面改性的四氧化三铁磁性胶体粒子为种子，采用无皂乳液聚合方法原位聚合出了四氧化三铁/P（NaUA-St-BA）核壳纳米磁性复合粒子。制备过程是将适量的St和BA、2％的NaUA和去离子水，搅拌均匀后，升温至60℃，滴加规定量浓度的KPS溶液，控制反应温度在75℃～80℃，在氮气保护下聚合6小时停止反应，便得到P（NaUA-St-BA）乳液。 4.2化学共沉淀法 化学共沉淀法的制备通常在聚合物胶体的存在的条件下，用无机粒子的有机盐溶液对聚合物胶体表面进行渗透，使之在有机物表面直接反应生成无机粒子，从而得到无机材料包裹聚合物的杂化微球。 Song等人在2004年报道的把St和丙烯酸共聚得到带有负电荷的胶体微球的乳液，加入硝酸银溶液及环六亚甲基四胺和乙烯吡咯烷酮溶液，带有负电的乳胶球吸附银离子，而随后加入还原剂使银离子直接在聚合物表面发生氧化还原反应生成银纳米粒子，得到PSA/Ag核壳材料。随后进一步运用定向沉积法，在已形成的PSA/Ag核壳粒子表面包覆了一层二氧化钛，形成PSA/Ag/TiO2双层包覆结构，再煅烧后最终形成Ag/TiO2空球壳。
5 无机—无机核壳结构微纳米材料制备 无机-无机核壳纳米材料是核壳纳米材料中重要的一个分支。由于其特殊的复合结构，无机-无机核壳结构的复合材料常表现出优于单组分纳米材料的光、电、磁和催化等性质，因而受到广泛关注。无机-无机核壳纳米材料可以是氧化物/氧化物、金属/氧化物、金属/金属、氧化物/金属等，也可以是核壳中空结构、核壳中空可移动结构等。不同的无机-无机核壳纳米材料在不同的领域有广泛应用如可以作为陶瓷、催化剂、药物载体、红外隐身材料等。它的制备方法和无机纳米材料的制备一样可以分为液相法、固相法和气相法。液相法包括水热法、种子沉积法、微乳液法等；气相法包括气溶胶高温分解法等。通过沉积和表面反应以及纳米粒子表面的可控组装，来得到无机-无机核壳纳米材料。 5.1种子沉积法 种子沉积法是以要包埋的核材料为种子或中心，处理或者不经过任何处理，将其分散到壳材料的溶液中，然后对壳材料溶液进行沉淀。由于搅拌、吸附、表面活性、晶格缺陷等作用，沉淀在核表面进行沉积，然后生长，最后长大完成对核材料的包覆。 胡梦等利用化学水沉积法，在单分散的二氧化硅球表面包覆CdS，制备SiO2/CdS核壳结构。实验中他们通过改变反应物质的量以及反应温度等条件，得到了具有不同核壳比的SiO2/CdS核壳结构。反应机理是：SiO2小球表面带有负电荷，能吸引镉离子的柠檬酸三钠络合物中释放出的镉离子。而镉离子沉积到SiO2表面出现了多余的正电荷。这些正电荷则会吸引由硫脲水解生成的硫离子，使其也沉积到SiO2表面，从而与镉离子形成CdS。 采用沉积法进行核壳纳米材料的制备，简单、方便、成本低，但也有重大缺陷。使用此方法若无严格的理论基础或形成机理，比如键合作用、凝聚作用、静电作用等，能不能制备出包覆完整、形貌较好的核壳纳米颗粒无法肯定。因此，该方法并不成熟。 5.2水热法 水热法制备无机纳米颗粒的机理，通常被认为是在密闭高压釜内高温、高压环境中，采用水作为反应介质，使通常难溶或不溶的前驱物溶解，从而使其反应和结晶。水热法合成的产物有如下特点：粉体的晶粒发育完整，粒径小且分布均匀，团聚程度轻，易得到合适的化学计量比和晶粒的形态；可用较便宜的原料；省去了高温煅烧和球磨，避免了杂质的引入和结构缺陷等。水热法设备简单、操作简便、产物产率高、结晶良好，在合成纳米材料方面表现了良好的多样性，得到了越来越多的应用。 苗成的我难过以氯化铜为铜源，六次甲基四胺（HMT)作还原剂和碳源，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB)作表面活性剂，在水热条件下合成了一堆Cu/C核壳结构纳米复合材料。制备方法是：称取氯化铜，六次甲基四胺（HMT)，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB)放入烧杯中。加入蒸馏水，充分搅拌后再加入氨水，搅拌。所得混合液移入带有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中进行水热反应。所得沉淀用去离子水、无水乙醇离心洗涤数次后，除去杂质与有机物，干燥得最后产物。
6 核壳结构微纳米材料的应用 目前，微纳米材料作为载药微球在医学与生物工程上有广阔的发展前景，因此成为国内外广泛研究的热点；此外，在催化剂、燃料电池以及其他方面，核壳结构微纳米材料都有重要的应用。 6.1 核壳结构微纳米材料的医学应用 6.1.1核壳结构微纳米材料作为药物载体的目的 药物载体是将药物包埋在微球微囊内或负载在微球表面。用微球和微囊技术包埋药物，可以提高药物在体内的半衰期、保护药物、提高靶向性、改变药物在体内的分布、提高药物的吸收、实现脉冲式放压等。 6.1.2核壳结构微纳米材料作为药物载体的应用 常用的有机载体材料分为天然高分子材料及其衍生物、合成高分子材料。 毛世瑞等以可溶性淀粉为载体材料、以对苯二甲酰氯为交联剂，在环己烷、Span80乳化体系中制备出空白淀粉微球，然后用包埋法制备了含药微球，此微球粒径为30微米到60微米，适用于鼻腔给药，并具有明显的缓释作用。雷呈志采用微囊技术将海藻酸钠微球包裹达那哇药物，制备成携带靶药的血管栓塞剂，即达那哇海藻酸钠微球，在血管介入栓塞治疗子宫肌瘤的同时，通过达那哇体内缓慢匀速释放靶药以期增加疗效。 6.2 核壳结构微纳米材料作为催化剂 催化剂在提供燃料、精细化学试剂和加强环境保护方面起到非常关键的作用。核壳结构的纳米粒子作为催化剂有着组成、粒径、形貌和表面性质可调的优点，这些特性极大的增强了设计和控制纳米催化材料活性的能力。目前研究最多的是无机-无机、有机-无机和无机-有机核壳结构纳米材料作文催化剂，对于无机-无机核壳纳米材料，研究最多的是金属-金属纳米结构的催化应用。 6.2.1光催化剂 由于具有较高的活性、低成本及抗光腐蚀的稳定性，使得纳米二氧化钛在近几十年来被广泛应用于处理环境问题。二氧化钛有较高的禁带宽度，只能被波长小于387nm的紫外光激发，这就限制了其在太阳光中的应用。二氧化钛只能吸收紫外光，所以需要借助能够吸收可见光部分的分子来对其做改性，以便有效地吸收阳光。通过研究，二氧化钛的过渡金属和非金属参杂引起了广泛关注。其中，从理论上说又以钒的参杂较为有效，此时二氧化钛导带能级降低，这主要是因为钒3d电子的能级要低于二氧化钛3d电子的能级。如徐晶晶等采用水热法在温和条件下制备了V参杂的TiO2/活性炭光催化剂。 6.2.2汽车尾气催化 我国是世界上稀土资源最丰富的国家，研究开发稀土纳米技术并将其应用于汽车尾气净化材料，将具有广阔的前景。纳米稀土催化剂具有较高的催化活性。