第1章　緒論

1.1　復合納米粒子概述

納米粒子是一種新的物質狀態，它是在物質和原子或分子結構之間架起的橋梁。大塊基體材料不論尺寸大小，都具有恒定的物理性質。然而納米粒子的尺寸大小對納米粒子物理性質的影響卻非常大。一般來說，因大小帶來的材料物理特性改變的尺寸大多是納米級的。此外，電子雜化或電荷轉移會導致納米粒子產生量子效應，這些量子效應往往會使元素具有“特殊”的性質。最近幾年，化學和物理合成方法的進步非常迅速，這些進步可以讓人們合成二元或更復雜結構的納米粒子。人們還可以從化學計量學、排序、形狀等方面對復雜結構的納米粒子進行調控。目前復雜的納米粒子材料已廣泛應用于生物學^［1］、力學^［2］、光學^［3，4］、磁學^［5］、化學^［6］（包括光催化^［7］）、傳感器^［8］與微電子技術等領域。

在復雜結構的納米粒子中，核/殼結構^［9］復合納米粒子是一類特殊的納米結構。這種納米結構按照核殼組成物質的屬性不同，可以簡單地將此類材料分為以下四類：①無機核無機殼型；②無機核有機殼型；③有機核無機殼型；④有機核有機殼型。

在早期的研究工作中，殼只是用來作為保護核心。在這種情況下，殼作為一個障礙，可以防止外界原子或者離子碰撞無機核，使納米粒子對環境的變化不敏感^［10］。這一特點在電化學中得到了很好的證明，例如在燃料電池和蓄電池的應用^［11］。此外殼還可以防止核表面的電子陷阱態的鈍化。對于應用于半導體領域的核/殼結構復合納米粒子而言，選擇適宜的殼體材料可以增強熒光量子效率。在催化領域，核/殼結構復合納米粒子的外殼一般選用貴重金屬行使催化作用，而惰性材料的核心只是起支撐作用。核/殼結構復合粒子也被用于固態反應冶金，由于復合粒子的應用粉塵的變化可以使用“尺寸聚焦”的方法，進而可以控制狹小粒度分布的粉塵粒子沉淀下來^［12］。 最近的研究表明，通過選用適宜的內核和外殼材料能夠調節整體的屬性（光學的、反應性、磁性的）。通過光譜的觀察，人們知道其效果遠大于單獨使用這些材料^［13］。核/殼結構復合納米粒子在生物、化學、物理、工程等領域有廣泛的應用。