[發(fā)明專利]一種高分散貴金屬及其合金納米顆粒的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910013295.5
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN101992302A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 馬丁;尹振;包信和
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B22F9/10
• 分類號: B22F9/10
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳;周秀梅

技術領域

本發(fā)明涉及貴金屬及其合金納米顆粒，特別是涉及一種粒徑、成分可控的高度單分散的貴金屬合金納米顆粒的制備方法。

背景技術

貴金屬納米顆粒由于其良好的催化、光學、化學惰性等優(yōu)良特性，近年來受到工業(yè)界和科研界的眾多研究者的廣泛關注，而且已經(jīng)被廣泛的應用于能源領域，如燃料電池；化工領域，如液相加氫反應；數(shù)據(jù)存儲領域以及光學領域。其中粒徑均勻，高度單分散，或者是成分可控的合金納米顆粒由于其優(yōu)異的物理化學性質，在磁性存儲、催化、光學領域有著極為重要的應用。

迄今為止，科學家尤其是化學家已經(jīng)探索了多種制備單分散而且粒徑均勻的貴金屬納米顆粒的方法。以合金納米顆粒為例，如熱分解方法(Sun，S.H.；Murray，C.B.；Weller，D.；Folks，L.；Moser，A.，Science?2000，287，，1989-1992)、多元醇還原方法(Liu，C.；Wu，X.；Klemmer，T.；Shukla，N.；Yang，X.；Weller，D.；Roy，A.G.；Tanase，M.；Laughlin，D.，J.Phys.Chem.B?2004，108，6121-6123.)、胺-硼烷絡合物還原方法(Zheng，N.；Fan，J.；Stucky，G.D.，J.Am.Chem.Soc.2006，128，(20)，6550-6551)、微乳液方法(Wu，M.L.；Chen，D.H.；Huang，T.C.，Chem.Mater.2001，13，599-606)等方法。但是這些方法適用性差，一般只是適用于少數(shù)特定的合金納米顆粒，溶劑體系和貴金屬前驅體昂貴而且毒性較大，還原劑還原速度難以控制，制備的顆粒粒徑大小不均勻，成分難以控制，特別是有些體系中納米顆粒的分離比較困難，需要高速離心機長時間離心才能分離，極大的限制了納米顆粒的進一步應用。

近年來，乙二醇因其廉價易得，而且沸點高，因此在納米顆粒合成中被廣泛用作溶劑或者是還原劑(Sra，A.K.；Ewers，T.D.；Schaak，R.E.，Chem.Mater.2005，17，(4)，758-766.)。Zhou等人利用乙二醇作溶劑，貴金屬乙酰丙酮鹽作為前驅體，聚乙酰吡咯烷酮(PVP)作表面活性劑制備了PtCu的合金或者是具有核殼結構的納米顆粒(Zhou，S.H.；Varughese，B.；Eichhorn，B.；Jackson，G.；McIlwrath，K.，Angew.Chem.，Int.Ed.2005，44，(29)，4539-4543.)。Wang等人利用乙二醇作為還原劑，以PVP作表面活性劑，制備了PtCu或者是PdCu納米顆粒(Toshima?N.，Wang?Y.，Langmuir?1994，10，4574-4580)。但是利用乙二醇作為溶劑制備合金納米顆粒，適用性范圍小，單分散性差，成分難以控制，而且離心分離困難，耗費大量的丙酮或者是乙醇溶劑來稀釋合成的溶劑體系。我們注意到在納米顆粒合成方法中，油酸和油胺作表面活性劑，可以很好的控制納米顆粒的大小和形貌等。因此，申請人結合兩者的優(yōu)點開發(fā)出一種新穎的利用乙二醇作為溶劑體系，油酸和油胺作表面活性劑制備貴金屬及其合金納米顆粒的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種操作簡便快捷，環(huán)保，而且又能可控制備單分散的貴金屬及其合金納米顆粒的高效制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種高分散貴金屬及其合金納米顆粒的制備方法，

1)首先在惰性氣氛下，將乙二醇和表面活性劑攪拌均勻，形成乳白色的乳濁液，乙二醇和表面活性劑以的體積比為100-1∶1；

2)將金屬前驅體的溶液加入混合液中，貴金屬前驅體的溶液與乳濁液的體積比為1∶10至1∶1，升溫至100度-300度，在攪拌下恒溫5分鐘-360分鐘，而后自然冷卻到室溫，加入非極性溶液進行萃取；

3)取萃取后上層溶液低溫旋轉蒸發(fā)去除溶劑，然后利用乙醇或者是體積比為100∶1至1∶1的乙醇和正己烷的混合液洗滌，離心即可得到高度單分散的貴金屬及其合金納米顆粒。貴金屬或者是合金納米顆粒在1.5-9納米。

所述金屬前驅體為貴金屬Pd、Pt、Au、Ag中一種或多種的可溶性鹽；或者為貴金屬Pd、Pt、Au、Ag中一種或多種與第二類金屬Cu、Ni、Co中一種或多種的可溶性鹽的混合；貴金屬在納米顆粒中的質量百分比為0.5-100％，第二類金屬在納米顆粒中的質量百分比為0-99.5％。

所述貴金屬的前驅體選擇為貴金屬的醋酸鹽；或所述貴金屬為鉑時，也可以選擇氯鉑酸鹽。