反胶束体系中纳米结构空心金属@SiO2形成机理研究

结构、成份和性能可控的纳米结构空心核-壳材料在催化纳米反应器、传感器等应用领域具有突出的优越性，但目前其合成过程复杂、难于实现同步可控合成。本研究拟以含可配位原子的非离子表面活性剂为模板剂及结构导向剂，在反胶束体系中，设计合成纳米结构空心金属@SiO2，旨在阐明纳米结构空心金属@SiO2的形成机理，发展出纳米结构空心金属@SiO2同步可控合成技术。以界面剪切黏度分析为手段，研究表面活性剂结构及浓度、金属种类对提高胶束界面膜强度的作用规律；以动态光散射及透射电镜分析为手段，研究表面活性剂结构及浓度、金属盐种类及浓度、水与表面活性剂的比例对所形成胶束形貌及尺寸的调变作用规律，及对形成的纳米结构空心金属@SiO2形貌及尺寸影响的规律，实现空腔形状、空腔尺寸、壳厚度、壳上孔径可调的纳米结构空心金属@SiO2的同步可控合成，解决目前纳米结构空心金属@SiO2无法同步可控合成的问题。

结构、成份和性能可控的纳米结构空心核-壳材料在催化纳米反应器、传感器等应用领域具有突出的优越性，但目前其合成过程复杂、难于实现同步可控合成。本项目研究以含氢键受体的非离子表面活性剂为模板剂及结构导向剂，在反胶束体系中，设计合成纳米结构空心金属@SiO2。采用非离子表面活性剂Brij®58作为软模板，在环己烷形成的反胶束微乳体系中，加入双功能络合剂，使络合剂的一端稳定住金属离子及还原得到的金属粒子，另一端与表面活性剂的氧形成氢键，通过原位还原、二氧化硅包覆，分别合成了具有新型结构、颗粒尺寸40 nm左右的Co@SiO2、Ni@SiO2、Cu@SiO2、Ag@SiO2和Fe@SiO2等空心核壳纳米颗粒，并对合成样品进行了透射电镜、XPS、XRD等表征，确定了样品的结构和组成，并探讨了空心核壳纳米颗粒的形成机理，发展出了纳米结构空心金属@SiO2同步可控合成技术。另外，以动态光散射及透射电镜分析为手段，研究了表面活性剂结构及浓度、金属盐种类及浓度、水与表面活性剂的比例对所形成胶束形貌及尺寸的调变作用规律，及对形成的纳米结构空心金属@SiO2形貌及尺寸影响的规律，实现了空腔形状、空腔尺寸、壳厚度、壳上孔径可调的纳米结构空心金属@SiO2的同步可控合成，解决了目前纳米结构空心金属@SiO2无法同步可控合成的问题。