[發明專利]一種單金屬納米顆粒在碳納米管上的組裝方法

無效

• 申請號: 201010179378.4
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN101830429A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 林陽輝;張新星
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B01J23/755;B01J23/42;B01J23/44;C23C16/52
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于無機有機雜化材料技術領域，具體涉及一種單金屬納米顆粒在碳納米管上的組裝方法。

到乙酰丙酮鹽的合成、碳納米管的化學修飾，以及乙酰丙酮鹽在修飾過的碳納米管上的化學鍵合和非化學鍵合作用，利用乙酰丙酮鹽的物理與化學特性，通過金屬有機化學沉積原理，最終金屬納米顆粒均勻分布在碳納米管表面。

背景技術

富勒烯、硬碳球，無形碳等碳材料是一種很有應用前景的材料，由于它們可以裁剪和修飾，該類材料已在非均相催化中有所應用；而碳納米管本身具有非常大的機械性能與獨特的電子性能，向這些碳材料一樣，碳納米管與其衍生物在催化中也具有很大的吸引力。無機金屬納米顆粒由于具有不尋常的幾何構型、獨特的電子與催化性質，將無機金屬納米顆粒組裝在碳納米管上，可以互相優勢互補如碳納米管的表面彎曲和表面積大，金屬顆粒尺寸均勻等，從而使復合材料表現出更好的性能。自從1994年第一例碳納米管修飾金屬簇以來，在碳納米管負載的金屬主要有Au，Ag，Pd，Ru等，這些材料在催化和電子性質方面表現出潛在的應用前景。要有好的性能對負載金屬顆粒而言金顆粒的大小、在碳納米管上的分布均勻性、負載量等因數有關。因而發明有效的、簡易的方法提高金屬納米顆粒在碳納米管上的分布均勻性、負載量等是一件具有挑戰性的工作。根據文獻查新，對金屬納米顆粒負載在碳納米管上的方法中，金屬的前驅體都是以金屬的無機鹽和氧化物如鹵化物、硝酸鹽和硫酸鹽等，該方法的不足之處有兩點：分解溫度較高一般達到700度以上；另外分解的產物有鹵化氫、二氧化氮和二氧化硫等有害氣體，這些氣體對工作人員和儀器都有很大的損傷，是對環境不友好的方法。本發明的方法是一種簡單、有效、環境友好的方法，我們合成的乙酰丙酮鹽是一種金屬有機化合物，該化合物具有升華溫度低(150度)和分解溫度低(350度)的特點，可以利用金屬有機化學沉積儀進行分解還原得到金屬納米顆粒，該化合物分解產物除需要的金屬顆粒外為水、二氧化碳等，對人和環境無危害，因而是一種低能耗、環境友好的方法。(JM.Planeix，N.Coustel，J.Coq，V.Brotons，PS.Kumbhar，R.Dutartre，P.Geneste，P.Bernier，PM.Ajayan，J.Am.Chem.Soc.1994，116，7935；GG.Wildgoose，CE.Banks，RG.Compton，Small?2006，2，182；A.Sarkar，AV.Murugan，A.Manthiram，J.Phys.Chem.C?2008，112，12037；SH.Hwang，CN.Moorefield，P.Wang，KU.Jeong，SZD.Cheng，KK.Kotta，GR.Newkome，J.Am.Chem.Soc.2006，128，7505；N.Karousis，GE.Tsotson，N.Ragoussis，N.Tagmatarchis，Diamond?and?Related?Materials?2008，17，1582；P.Petit，A.Loiseau，Compt.Rend.Phys.2003，4，967；R.Murphy，JN.Coleman，M.Cadek，B.McCarthy，M.Bent，A.Drury，RC.Barklie，WJ.Blau，J.Phys.Chem.B2002，106，3087；XL.Xie，YW.Mai，XP.Zhou，Mater.Sci.Eng.R?2005，49，89；YH.Lin，XL.Cui，C.Yen，CM.Wai，J.Phys.Chem.B?2005，109，14410.33?Y.Wang，X.Xu，ZQ.Tian，Y.Zong，HM.Cheng，CJ.Lin，Chem.Eur.J.2006，12，2542；J.Kong，MG.Chapline，H.Dai，Adv.Mater.2001，13，1384；V.Lordi，N.Yao，J.Wei，Chem.Mater.2001，13，733；R.Giordano，P.Serp，P.Kalck，Y.Kihn，J.Schreiber，C.Marhic，JL.Duvail，Eur.J.Inorg.Chem.2003，610.)。

發明內容

本發明的目的在于提出一種簡單、有效、環境友好的在碳納米管上組裝單金屬納米顆粒的方法。

本發明提出的在碳納米管上組裝單金屬納米顆粒的方法，具體步驟如下：

(1)碳納米管的表面化學修飾-COOH，-OH等有機集團