[發明專利]一種銠納米晶及其制備方法

有效

• 申請號: 201310615861.6
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103696000A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張輝;占方偉;楊德仁
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C30B29/02
• 分類號: C30B29/02;C30B7/14
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及貴金屬納米材料的制備領域，具體涉及一種銠納米晶及其制備方法。

背景技術

銠納米晶是一種貴金屬納米單晶顆粒，它既可以作為催化劑應用于加氫反應、加氫甲酰化、烴化和一氧化碳氧化等領域，同時在表面拉曼增強等方面也有著潛在應用。銠納米晶的形貌和尺寸對上述應用的性能具有很大的影響，因此，近年來的研究主要都集中在控制銠納米晶的形貌和尺寸大小兩方面。

目前，在銠納米晶尺寸控制方面已經取得了較大的成功。主要通過樹枝狀大分子、膠團等軟模板方法來減少銠納米晶尺寸，并實現尺寸的控制。然而，與金、銀、鉑、鈀等貴金屬納米晶相比，銠納米晶的形貌控制研究相對較少。目前已經制備出銠納米晶的規則形貌有：六面體、八面體、四面體、棒狀、星型以及凹六面體等。

銠納米晶作為催化劑，在加氫反應、加氫甲酰化、烴化和一氧化碳氧化等領域有廣泛應用。銠納米晶新形貌的研究和開發不但可以豐富晶體生長的實例，利于生長機理的探索，而且可以提供系統研究形貌對催化性能影響的規律，優化并提高其催化性能。

因此制備出具有新形貌的銠納米晶，并開發出制備新形貌的銠納米晶的方法具有很重要的學術價值和現實意義。

發明內容

本發明首次制備得到了具有{111}晶面外露的二十面體形貌的銠納米晶；本發明還提供了一種二十面體銠納米晶的制備方法，所用試劑較為便宜，制備方法簡單，易實現。

本發明公開了一種銠納米晶，所述銠納米晶具有{111}晶面外露的二十面體形貌，本發明中首次制備得到了具有所述形貌的銠納米晶。

本發明公開了一種銠納米晶的制備方法，包括以下步驟：

將乙酰丙酮銠和聚乙烯吡咯烷酮溶解于苯甲醇中得到混合溶液，混合溶液在150～200℃下水熱反應5～15h，得到所述的銠納米晶；

本發明以乙酰丙酮銠為銠源，以苯甲醇為溶劑和還原劑，以聚乙烯吡咯烷酮為穩定劑，在高溫下水熱反應一段時間，制備出{111}晶面外露的銠二十面體納米晶。

較慢的反應速度、防止氧化刻蝕以及溫度的控制是銠二十面體納米晶形成的關鍵因素。在銠二十面體納米晶的制備過程中，苯甲醇既起了溶劑的作用又起到還原劑的作用，苯甲醇較弱的還原能力可以降低反應速度，從而有助于銠二十面體納米晶的形成；同時由于銠二十面體很容易被氯離子和氧氣氧化刻蝕，所以制備過程選用的試劑都不包含氯離子。

溫度的選擇也起到關鍵的作用，作為優選，所述水熱反應溫度為170～200℃，過高的溫度會導致銠二十面體納米晶結構的破壞，過低的溫度會導致銠無法被還原。

作為優選，所述乙酰丙酮銠的濃度為8.6×10^-4～2.8×10^-3mol/L，乙酰丙酮銠和聚乙烯吡咯烷酮的摩爾比為1:30～1:5。銠鹽濃度過大，過飽和度過大，會出現其它的生長行為，從而影響銠二十面體納米晶的質量。

銠二十面體納米晶是一種孿晶，其表面應力為壓應力，可以增強其在催化反應中的吸附作用，進而可以提高其在氫反應、加氫甲酰化、烴化等反應中催化性能。

相比現有技術，本發明具有下述優點：

本發明第一次制備出{111}晶面外露的銠二十面體納米晶，具有較重要的學術和現實意義；銠二十面體納米晶的孿晶結構可以增強其在催化反應中的吸附作用，從而在氫反應、加氫甲酰化、烴化等反應中具有更加優異的催化性能。

本發明采用的制備方法簡單，所用試劑較為便宜，無毒無害，易實現。

附圖說明

圖1為實施例1制備的銠納米晶的形貌圖：

其中，(a)為透射電子顯微鏡圖(TEM)；(b)和(c)為不同電子束入射角度的高分辨透射電子顯微鏡圖(HAADF)；(d)為X射線衍射(XRD)圖；

圖2為實施例2制備的銠納米晶的透射電子顯微鏡(TEM)圖；

圖3為實施例3制備的銠納米晶的透射電子顯微鏡(TEM)圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護范圍不局限于以下實施例。

實施例1

將40mg乙酰丙酮銠和55mg聚乙烯吡咯烷酮加入到35mL苯甲醇中（乙酰丙酮銠的濃度為：2.8×10^-3mol/L，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為：1.4×10^-2mol/L），攪拌20min使乙酰丙酮銠和聚乙烯吡咯烷酮充分溶解，然后將上述溶液加入至40mL水熱反應釜中，在180℃條件下反應10小時。