[發明專利]一種金鉑釕合金納米粒子及其膠體分散體系的制備方法

有效

• 申請號: 201310040969.7
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103157808A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 梁新義;劉靜
• 申請（專利權）人: 天津商業大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 肖莉麗

技術領域

本發明屬于納米技術領域，特別是涉及一種金鉑釕合金納米粒子及其膠體分散體系的制備方法。

背景技術

貴金屬過渡元素合金納米粒子在低溫燃料電池、納米生物傳感器、磁性記憶材料等領域表現出優異的性能和廣泛的應用。

由于Au、Pt與過渡元素的氧化還原電位相差較大，其離子難于同時被還原。目前制備AuPtM（其中的M表示過渡元素）合金納米粒子的制備方法一般要經過高溫反應。例如：Venkataraman等于2003年1月在《電化學會志》（J.Electrochem.Soc.,2003,150:A278-284）報道了的采用金屬無機鹽為前體，先在水溶液中以1%的水合肼水溶液還原，再經600℃氫氣氛下煅燒1小時制得Pt-Ag-Ru、Pt-Au-Ru、Pt-Rh-Ru和Pt-Ru-W2C納米合金；X.Li等于2010年《電化學學報》(Electrochimica?Acta,2010,56:278-284)報道了以HAuCl₄水溶液滴加到分散還原好的PtRu/C上，于70℃下干燥后，再經125-200℃的高溫煅燒2h制備了Au-PtRu/C-125，Au-PtRu/C-175和Au-PtRu/C-200納米合金催化劑。X.Li等制備三元催化劑的煅燒溫度較Venkataraman報道的制備三元催化劑的溫度低，但制備步驟多，且仍然沒有回避高溫煅燒過程。高溫煅燒容易造成一次粒子團聚，顆粒尺寸和形貌難以控制、顆粒比表面積減小，從而導致其活性降低。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，本發明提供一種在室溫下由金屬無機鹽為前體液相直接合成金鉑釕合金納米粒子的方法。

本發明的另一個目的是提供一種室溫下由金屬無機鹽為前體液相直接合成金鉑釕合金納米粒子膠體分散體系的方法。

本發明通過下述技術方案實現：

一種金鉑釕合金納米粒子的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

（1）配制體系A：將分散試劑、金前體、鉑前體、釕前體、保護劑和去離子水混合，得到體系A；體系A中，金前體與鉑前體的濃度均為3.0-4.5mmol/L、釕前體的濃度為1.5-3.0mmol/L，保護劑的濃度為140-280g/L，去離子水與分散試劑的體積比為1:12.5；所述保護劑為丁二酸二異辛酯磺酸鈉；所述分散試劑為環己烷或正己烷；所述金前體為HAuCl₄、NaAuCl₄、KAuCl₄、AuCl₃中的任一種，所述鉑前體為H₂PtCl₆或Na₂PtCl₆，所述釕前體為RuBr₃或RuCl₃；

（2）在室溫下，邊攪拌邊向體系A中加入還原劑，在室溫下繼續攪拌至反應完全；還原劑的物質的量為體系A中金前體、鉑前體和釕前體的物質的量的總和的5-10倍；所述還原劑為80%的水合肼水溶液、飽和硼氫化鉀水溶液、飽和硼氫化鈉水溶液、三乙基硼氫化鋰中的任一種；

（3）向步驟（2）得到的反應體系中加入乙醇，充分攪拌，離心沉降，棄去上層清液取沉淀，將沉淀洗滌后得到Au_xPt_yRu_z合金納米粒子粉體，納米粒子粒徑不大于l0nm；其中，x、y、z的比值為1:1:1、2:2:1、2:3:1、3:2:1中的任一種；

金鉑釕合金納米粒子的膠體分散體系的制備方法，其特征在于，將上述方法得到的Au_xPt_yRu_z合金納米粒子粉體重新分散至適用于膠體分散體系的分散試劑中得到金鉑釕合金納米粒子的膠體分散體系。

所述適用于膠體分散體系的分散試劑為環己烷、正己烷、三氯甲烷中的任一種。

與現有技術相比，本發明具有下述技術效果：