[發明專利]貴金屬/氧化鋅復合納米空心球及其制備方法

無效

• 申請號: 200810019939.7
• 申請日: 2008-03-13
• 公開（公告）號: CN101530914A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 曾海波;劉培生;蔡偉平
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種復合空心球及制備方法，尤其是一種貴金屬/氧化鋅復合納米空心球及其制備方法。

背景技術

在通常情況下，將貴金屬與半導體復合可提高材料的許多性能，如可促進光生電子-空穴分離，從而提高其光催化性能。然而，現有的貴金屬與半導體復合材料卻有著難以克服的缺陷，如半導體母體材料的尺寸較大且為實心結構而使其比表面積不夠大、貴金屬的尺寸較大使得活性不夠高、貴金屬沒有很好地分散到半導體中并與之良好接觸而導致耦合效應不能充分地發揮，從而極大地抑制了復合材料性能的提高與應用。

氧化鋅是一種新型的II～VI族直接寬帶隙化合物半導體材料，具有優異的光學和電學特性，室溫下的帶隙為3.37eV，激子束縛能為60meV，大于室溫下的熱離化能(25meV)，具備發射藍光或近紫外光的優越條件，可用來開發紫外、藍光、綠光等多種發光器件，是制造傳感器、太陽能電池電極、光催化材料及表面涂層的重要材料。而具有低密度、高的比表面積的納米空心球，在藥物膠囊、傳感器、電池、光學器件、催化劑及生物方面具有重要的應用前景。

因此，人們為了獲得氧化鋅納米空心球，作了一些嘗試和努力，如在2005年12月14日公開的中國發明專利申請公開說明書CN?1706774A中披露的一種“以鋅粉為原料的氧化鋅空心球的制備方法”。該方法的制備過程為先用酸處理過量的鋅粉的表面，再以氨水作沉淀劑，在液相中形成Zn(OH)₂包裹Zn的復合粒子沉淀物，然后將沉淀物抽濾、洗滌、干燥后，再經600～950℃煅燒而形成氧化鋅空心球結構。但是，這種制備方法存在著不足之處，首先，制得的氧化鋅空心球的尺寸過大，致使其比表面積還不夠大，仍難以克服與貴金屬復合時存在的缺陷；其次，制備方法繁雜，處理鋅粉所用的酸和氨水對環境有污染，產物須經高溫煅燒而耗能費時。

發明內容

本發明要解決的技術問題為克服現有技術中的不足之處，提供一種芯部為空心狀態、且其內壁上置有貴金屬的貴金屬/氧化鋅復合納米空心球。

本發明要解決的另一個技術問題為提供一種貴金屬/氧化鋅復合納米空心球的制備方法。

為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為：貴金屬/氧化鋅復合納米空心球包括氧化鋅空心球，特別是所述氧化鋅空心球的球直徑為10～35nm、球殼厚度為1～6nm、球的內壁上鑲嵌有貴金屬顆粒，所述貴金屬顆粒的粒徑為1～3nm。

作為貴金屬/氧化鋅復合納米空心球的進一步改進，所述的貴金屬為金或鉑或銠或銥或前述的兩種以上；所述的貴金屬顆粒均勻地分布于氧化鋅空心球的內壁上。

為解決本發明的另一個技術問題，所采用的另一個技術方案為：貴金屬/氧化鋅復合納米空心球的制備方法包括液相合成法，特別是它是按以下步驟完成的：第一步，先將十二烷基硫酸鈉與水混合，得到濃度為0.01～0.1M的十二烷基硫酸鈉溶液，再將鋅片置于攪拌下的十二烷基硫酸鈉溶液中；第二步，用波長為1064nm、功率為35～100mJ/pulse、頻率為5～15Hz、脈沖寬度為5～15ns的激光照射鋅片50～70min，獲得鋅/氧化鋅膠體；第三步，先向攪拌下的鋅/氧化鋅膠體中滴加濃度為1～5mM的貴金屬酸溶液得到產物，其中，鋅/氧化鋅膠體與貴金屬酸溶液的體積比為20∶0.8～1.2，再對產物進行洗滌和干燥的處理，制得貴金屬/氧化鋅復合納米空心球。

作為貴金屬/氧化鋅復合納米空心球的制備方法的進一步改進，所述的水為去離子水或蒸餾水；所述的鋅片的純度≥99.9％；所述的激光的功率為70mJ/pulse、頻率為10Hz、脈沖寬度為10ns；所述的激光的光斑直徑為1.5～2.5mm；所述的發射波長為1064nm激光的激光器為Nd:YAG固體激光器；所述的貴金屬酸溶液為氯金酸溶液或氯鉑酸溶液或氯銠酸溶液或氯銥酸溶液或前述的兩種以上的混合酸溶液；所述的洗滌為用水洗滌2～3次后，再用乙醇洗滌2～3次；所述的干燥為于60～80℃下保溫4～8h。