[發(fā)明專利]一種高分散度的空心反搖鈴型銅/二氧化硅核殼納米顆粒及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610372682.8
• 申請(qǐng)日: 2016-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN106064239B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李自衛(wèi);李敏;陳麗軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州理工學(xué)院
• 主分類號(hào): B22F1/00
• 分類號(hào): B22F1/00;B22F1/02;B22F9/24;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所52100
• 代理人: 劉艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于先進(jìn)納米復(fù)合材料與技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高分散度的空心反搖鈴型銅/二氧化硅核殼納米顆粒及其制備方法。

技術(shù)背景

近年來(lái)，由于核殼納米顆粒的易設(shè)計(jì)性，包括核殼材料的選擇，殼層孔隙率及孔結(jié)構(gòu)的控制，以及他們?cè)诖呋⑨t(yī)藥、環(huán)保以及儲(chǔ)能等領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景，核殼納米顆粒引起國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者極大的興趣。其中，作為催化劑和吸附性材料，具有高的活性金屬分散度以及空心核殼結(jié)構(gòu)，能夠允許反應(yīng)物穿過核殼材料，增大活性金屬的利用率，提高傳質(zhì)效率，從而提高核殼材料的性能。

目前，合成高分散度空心核殼納米顆粒的方法主要是通過模板法。即先用浸漬法或化學(xué)沉淀法等在核層或內(nèi)殼層表面包裹一層活性金屬，然后再包裹一層材料作為最外殼層，最后再用焙燒或者腐蝕的方法除去核層材料，形成高分散空心核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒(Q.Liu,Q.Cao,H.Bi,C.Liang,K.Yuan,W.She,Y.Yang,and R.Che,Adv.Mater.,28,486-490,2016；J.Han,L.Wang,and R.Guo,J.Mater.Chem.,22,5932-5935,2012；Z.Zhang,Y.Zhou,Y.Zhang,S.Xiang,S.Zhou,and X.Sheng,RSC Adv.,4,7313-7320,2014；C.Zhang,Y.Zhou,Y.Zhang,Q.Wang,and Y.Xu,RSC Adv.,5,12472-12479,2015；Q.Wang,Y.Zhang,Y.Zhou,Z.Zhang,C.Zhang,and Y.Xu,J.Inorg.Organomet.P.,26,702-710,2016；C.Zhang,Y.Zhou,Y.Zhang,Z.Zhang,Y.Xu,and Q.Wang,RSC Adv.,5,64951-64960,2015；T.Yao,T.Cui,H.Wang,L.Xu,F.Cui,and J.Wu,Nanoscale,6,7666-7674,2014.)。此方法通常比較繁瑣，還需要用強(qiáng)酸(氫氰酸，鹽酸等)，強(qiáng)堿(氫氧化鈉等)作為腐蝕劑。另外，由于殼層材料被腐蝕掉，造成材料利用率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種形貌均一、具有高分散度的空心反搖鈴型銅/二氧化硅核殼納米顆粒以及簡(jiǎn)易的制備方法。由于該空心反搖鈴型核殼納米顆粒的形貌均一、金屬分散度高、比表面積高等優(yōu)點(diǎn)，在吸附分離以及催化領(lǐng)域等有重要的應(yīng)用前景。

本發(fā)明所提出的一種高分散度的空心反搖鈴型銅/二氧化硅核殼納米顆粒的制備方法如下：首先采用高溫分解法合成形貌、尺寸均勻的銅納米顆粒。然后用環(huán)己烷/氨水反相微乳液法，在銅納米顆粒表面包覆一層均勻的二氧化硅，形成銅/二氧化硅核殼結(jié)構(gòu)，最后，利用水熱法，在堿性條件下處理，得到高分散度的空心反搖鈴型銅/二氧化硅核殼納米顆粒。該空心反搖鈴型核殼納米顆粒具有高的銅金屬分散度、形貌均一、高的比表面積等優(yōu)點(diǎn)，加入適當(dāng)溶劑洗滌、離心分離除去堿性、酸性物質(zhì)，干燥即可。

所合成的空心反搖鈴型核殼納米顆粒大小為16nm～40nm，比表面積為50m².g^-1～210m².g^-1；其中：

高溫分解法合成的銅納米顆粒的粒徑為10nm～30nm，二氧化硅的厚度為3nm～15nm。合成的空心反搖鈴型核殼納米顆粒中，銅納米顆粒分散于二氧化硅內(nèi)表面，粒徑為1nm～5nm。

本發(fā)明中，高溫分解法采用的銅前驅(qū)體是乙酰丙酮銅，醋酸銅，草酸銅，油酸銅中的一種或幾種。

本發(fā)明中，高溫分解法還原劑是油胺或油酸中的一種或幾種。

本發(fā)明中，高溫分解法穩(wěn)定劑為三辛基膦，五辛基膦中的一種或幾種。

本發(fā)明中，高溫分解法溶劑為十八烯中的一種或幾種。

本發(fā)明中，高溫分解法的分解溫度控制在200～250度。

本發(fā)明中，反相微乳液法所用硅源采用正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、硅酸鈉中的一種或幾種。