[發明專利]一種多孔金納米球及其制備方法和中間產物硫化鉛金雜化納米結構

有效

• 申請號: 201710577138.1
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107335812B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 江瑞斌;胡錦輝
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李宏德

本發明公開了一種多孔金納米球及其制備方法和中間產物硫化鉛金雜化納米結構。上述制備方法包括：含硫小分子溶液和醋酸鉛溶液反應得到硫化鉛納米粒子模板溶液；四氯金酸溶液、抗壞血酸溶液和硫化鉛納米粒子模板溶液反應得到硫化鉛金雜化納米結構溶液；選擇性除去硫化鉛模板，得到多孔金納米球溶液，離心去掉上清液，得到多孔金納米球。本發明實現了多孔金納米球的純化學方法合成，合成方法簡易，提高了金的利用率，可大批量制備。合成的三維結構金納米球擁有十分密集的多孔表面，這些多孔表面由高密度、低配對的原子臺階和扭結組成，這為催化反應提供了高活性的催化位點。

技術領域

本發明屬于金納米顆粒的制備技術領域，涉及基于模板法制備多孔金納米球的方法，具體為一種多孔金納米球及其制備方法和中間產物硫化鉛金雜化納米結構。

背景技術

金納米粒子具有較好的化學穩定性，且具有優異的物理化學性質。由于金的高自由電子密度和高導電性，金納米粒子表現出優異的表面等離激元共振性質。當共振發生時，金納米粒子具有極高的電場強度增強效應，極大地光學吸收、散射截面，這些性質在光學調控、生物技術、光電技術、太陽能技術、微電子技術等領域表現出巨大的應用前景。

到目前為止，多種形貌的金納米顆粒已被制備出來，如：金納米球、金納米棒、金納米雙錐、片狀的多孔金等。其中，金納米球和金納米棒的制備工藝簡單、形貌可控性好；且金納米棒的等離子體共振峰可在較寬的波長范圍(550–1550nm)連續可調。在這些金納米粒子中，多孔金具有大的比表面積體積比，高的孔隙度，良好的導電導熱性。這些納米尺度交連的三維網絡結構表面有著高活性低配對的原子。因此，多孔金納米結構表現出比其它結構金納米粒子更優異的催化性質。例如：室溫下，無載體的多孔金納米結構催化轉化一氧化碳的效率接近100％，并且連續20小時不出現活性損失，在0℃下對CO的轉化效率也能達到85％。這使多孔金納米結構成為催化、傳感、燃料電池等領域更好的選擇。

由于其巨大的應用前景，大量科學家投入到多孔金納米結構的可控制備研究中。目前大多數多孔金利用脫合金、自組裝、模板法和電化學等方法制備二維的片狀結構。例如，美國科學家Jonah提出先將一定厚度和比例的Au-Ag金葉裁剪成特定大小，然后將金葉放入濃硝酸中選擇性溶解Au-Ag合金中的Ag，最后得到孔壁孔道雙連續的多孔納米金(Jonah,et al.Nature,2001,410,450-453.；Jonah,et al.J.Am.Chem.Soc.,2003,125,7772-7773.)；德國科學家Schaff首先提出將熱的SiO₂沉積在Si的基底上，然后用電子束蒸鍍的技術將Au-Ag雙層膜按一定厚度沉積在Si/SiO₂襯底上，最后用硝酸選擇性除去Au-Ag合金中的Ag，得到多孔結構的Au納米顆粒(Peter,et al.J.Mater.Chem.,2012,22,5344-5348.)；中國科學家Sun在一定溫度下，首先對金電極進行循環伏安掃描，然后不斷通低電勢沉積Zn與高電勢溶解Zn的過程交替進行，形成了多孔金膜(Sun,etal.Adv.Funct.Mater.,2005,15,989-994.)?？梢钥闯?，目前合成多孔結構納米金仍主要圍繞脫合金方法。但脫合金制備多孔金過程中對Ag、Zn等較活潑金屬模板的依賴性大，無法實現大規模工業生產，并且制備出的二維片狀結構納米金表面積體積比低，反應物的質量傳遞速率低，催化位點密度低。因此，有必要發展一種簡單、低成本、可大量制備零維多孔金納米金顆粒的方法。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種多孔金納米球及其制備方法和中間產物硫化鉛金雜化納米結構，操作簡便快速，金利用率高，可大量生產多孔金納米球。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種多孔金納米球的制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)，制備硫化鉛納米粒子模板溶液；向含硫小分子溶液中加入十六烷基三甲基溴化銨溶液、醋酸鉛溶液、醋酸溶液和水，混合均勻，在60～95℃靜置后得到硫化鉛納米粒子模板溶液，所述的硫化鉛納米粒子呈八面體結構；