[發明專利]一種在銀納米粒子表面生長納米氧化物的方法

有效

• 申請號: 201310460084.2
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103506617A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 黃偉新;常蘇捷
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 王立民;吉海蓮

技術領域

本發明涉及納米材料領域，特別涉及一種在銀納米粒子表面生長厚度可控的納米氧化物的方法。

背景技術

金屬-半導體或者金屬-金屬氧化物異質結構由于其優秀的特性而備受關注，因此被用在催化、超電容電極、多功能探針等方面。基于單晶的模型催化劑在金屬單晶表面生長氧化物納米結構被成功用于研究金屬-載體相互作用，但該類模型催化劑與真實催化劑體系存在“材料鴻溝”和“壓力鴻溝”，構筑新型模型催化劑，如在金屬納米粒子表面生長氧化物成為切實有效的途徑，而且也是眾多新材料開發的方向。模型催化中的研究對象，往往是以金屬單晶表面為基底，研究金屬或氧化物在其表面的生長和結構，制備成雙金屬或氧化物/金屬（MO_x/M）反轉催化劑，然后再系統地研究一些小分子在雙金屬模型催化劑和反轉模型催化劑表面的吸附和反應，關聯其表面結構和表面吸附/反應性能。而在實際納米催化中，在金屬納米晶或納米粒子表面生長其它金屬或者氧化物納米粒子以及金屬-氧化物納米結構界面的研究，一度成為熱點和難點論題，尤其是在金屬納米粒子表面生長氧化物納米結構，因為由于金屬和氧化物自身的表面自由能關系，二者的界面能較大導致氧化物在非特殊情況下不會生長在金屬納米粒子上。

比如在水氣變換反應反應(H₂O+CO→H₂+CO₂)中，Au-CeO₂和Au-TiO₂是常用的催化劑，但這種催化劑的高活性很大程度上是依賴于氧化物的直接參與，因為表面干凈的Au(111)在水氣變換反應中不具備催化活性，Au(111)表面覆蓋20%～30%的CeO₂或者是TiO₂納米粒子具有較高的催化活性，類似的還有Cu(111)或者Cu(100），這是Rodriguez教授課題組的研究成果[J.A.Rodriguez,S.Ma,P.Liu,J.Hrbek,J.Evans,M.Perez,Science2007,318,1757.]，在此類催化劑CeO₂-x/Au(111)或TiO₂-x/Au(111)中，O₂在氧化物的氧缺陷處解離，CO分子吸附在Au(111)表面，因此此倒載型催化劑具有較高的催化活性，尤其是金屬-氧化物界面處；突出的例子還有Yang及合作者在Cu(111)單晶上倒載CeO₂納米粒子，Cu（111）單晶對于CO氧化表現出較低的活性[F.Yang,J.s.Graciani,J.Evans,P.Liu,J.Hrbek,J.F.Sanz,J.A.Rodriguez,Journal?of?the?American?Chemical?Society2011,133,3444.]在其上倒載CeO₂納米粒子，當O₂分子參與反應時，極大地促進了反應活性。由于氧化物自身存在一些氧缺陷對于活化氧有促進作用。構造倒載型催化劑的必要性可見一斑，可以擴大金屬納米粒子在催化中的應用，由惰性變為高活性。