Page 43 - 《精细化工》2023年第1期
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第 1 期 史大昕，等: 核壳结构纳米复合材料的制备及催化应用研究进展 ·35·
1.4 有机-有机核壳型复合材料 LI等 [22] 制备了固定化双壳型Fe 3 O 4 @SiO 2 @mSiO 2 -
有机-有机核壳型纳米颗粒的内核和外壳均是 Pd(0)催化剂，用于催化 Suzuki 偶联反应，表现出良
由聚合物或其他有机物组成。通过有机物的包裹作 好的催化活性和循环稳定性。FERRER 等 [23] 以 Pd
用，可对整体材料的结构特性〔如韧性、玻璃化转 为核，首先在外层包裹一层 Au 纳米粒子，然后在
变温度（T g ）等〕进行改性，获得单一结构聚合物 外面包覆一层 Pd，形成了三层核壳型 Pd@Au@Pd
材料所不具备的特殊性能。有机-有机核壳型纳米颗 纳米粒子。
粒在药物输送 [17] 、催化 [18] 、生物医学 [19] 、化学分离 [3] 1.7 空心内腔的核壳型复合材料
等方面具有广泛的应用。ADALA 等 [20] 使用聚环 空心内腔的核壳型纳米复合材料也是一种特殊
氧乙烷（PEO）作为核，聚己内酯（PCL）与 O，O′-
的蛋黄-壳（YS）结构纳米材料，具有比表面积大、
双(2-氨基丙基)聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇嵌段
密度小、内部空隙丰富等特点，在电池、催化、电
共聚物（JFA）混合作为外壳得到了核壳结构 PEO/
容器、纳米级反应器等领域有着广泛的应用。根据
PCL/JFA 电纺纤维支架，适用于多种蛋白质的加载
形貌可将 YS 结构纳米材料分为单核-单壳、多核-
和控制释放。
单壳、空心-单壳、单核-多壳、多核-多壳、空心-
1.5 多核核壳型复合材料
多壳 6 种结构。近年来，这种在可移动核与可渗透
多核核壳型纳米复合材料指的是壳层材料包裹
多个核纳米颗粒形成的两相稳定的核壳结构。LI 等 [21] 壳之间具有中空空间的 YS 催化剂凭借独特的中空
空隙和可渗透的壳在非均相催化领域应用广泛，比
结合溶胶-凝胶法和选择性蚀刻策略制备了具有优良
相应的负载型催化剂和核-壳型催化剂表现出更加
吸附性能和稳定性的双核-壳 Fe 3 O 4 @SiO 2 @CTAB-
优异的催化活性和稳定性，且常作为高效的纳米反
SiO 2 介孔微球(CTAB 为十六烷基三甲基溴化铵)，用
作去除水中全氟辛烷磺酰基化合物（PFOS）的吸附 应器应用于不同的催化反应体系中。
剂，由于其介孔结构具有较大的比表面积以及 近年来，无机-无机核壳型复合材料是研究热点
CTAB 功能基团与 PFOS 之间的强相互作用，此微 之一，如金属@金属或金属@氧化物等，在催化反
[4]
球表现出很高的吸附性能。BIAN 等 采用 Stöber 应和光、电等方面具有广泛的应用，无机物作为壳
法制备了三明治结构的多核-壳 SiO 2 @Ni@SiO 2 催化 层既可提升内核的稳定性，也可以通过与内核间的
剂，用于催化低温下甲烷-二氧化碳重整（DRM）反 协同效应提升复合材料的性能。
应，由于核壳结构的限制效应，该催化剂在 600 ℃、
体积空速（GHSV）为 60000 mL/(h·g cat )时表现出高 2 核壳结构纳米复合材料的形成机理
而稳定的转化率（~60%），且几乎没有碳的形成。
静电相互作用机理、化学键作用机理和吸附层
1.6 多层核壳型复合材料 媒介作用机理是核-壳复合结构形成的主要机理 [24] 。
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多层核壳型纳米复合材料是在核外包覆多层壳 如图 2 所示（图 2b 中，cit 为柠檬酸根、R 为烃类取
得到的纳米材料。在催化、光学、电子学、生物医 代基），不同材料间复合物的形成机理并不完全相同，
学等方面具有广阔的应用前途。 而同种复合材料的形成过程也可能存在多种机理。
图 2 核壳结构纳米复合材料形成机理示意图：静电相互作用（a） [24] ；化学键作用（b） [25] ；吸附层媒介作用（c） [24]
Fig. 2 Schematic diagram of formation mechanism of core-shell nanocomposites: Electrostatic interaction (a) [24] ; Chemical
bonding (b) [25] ; Adsorption layer mediation (c) [24]
静电相互作用，也称库仑作用，当内核材料与 引力便可将这两种材料结合起来形成核壳型结构。
外壳材料之间带相反电荷时，正负电荷间的静电吸 在水和其他介质中，通过自组装作用，外壳材料在内
