[發明專利]核殼型金-氧化釕納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810025853.9
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108237223B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 倪衛海;葉洋;李月;鄒微微;謝皓;趙飛;朱海飛
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;C23C18/12;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 馮瑞;楊慧林

本發明涉及一種核殼型金?氧化釕納米復合材料，包括內核的金納米粒子以及包覆在其外部的氧化釕，金納米粒子與氧化釕的摩爾比為1:0.2?0.8。本發明還提供了上述核殼型金?氧化釕納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：將含金溶液的pH值調節至8?12，再加入乙酰丙酮釕的有機溶液后混勻，其中所述含金溶液包括金納米粒子、陽離子表面活性劑以及水，所述含金溶液中陽離子表面活性劑的濃度為0.05×10^?3?1.5×10^?3mol/L；將混合后的溶液在100?120℃下進行水熱反應，得到核殼型金?氧化釕納米復合材料。采用簡單一步法在高溫水熱合成條件下合成了核殼型金?氧化釕納米復合材料，操作簡單，重復率高，合成的產品產率高，其形貌及殼層厚度易于控制。

技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域，尤其涉及一種核殼型金-氧化釕納米復合材料及其制備方法。

背景技術

由于氧化釕(RuO₂)具有眾多的特殊性質，如金屬導電性、化學和熱穩定性、催化活性、電化學氧化還原性質和場發射反應，因而對于結晶的和無定型的氧化釕的研究都具有重要的理論和現實意義。在電學方面，氧化釕薄膜在集成電路、膜電阻、鐵電薄膜和高溫超導薄膜都有很重要的應用價值。在催化方面，氧化釕是氯堿工業電極中的活性組分，也是電解水制氫、光催化還原CO₂和氧化CO傳感的重要物質。在儲能和轉換器件應用方面，氫氧化釕是去除甲醇燃料電池的Pt-Au電極類似于CO中毒的必要元素。此外，由于其故有的表面氧化還原離子對和超高的贗電容，RuO₂·H₂O本身就是電化學超級電容器的一種極為重要的電極材料。

納米復合材料由兩個或多個納米材料組成，由于其獨特的性質和工藝應用而受到廣泛的關注。納米復合結構中核殼結構和啞鈴型結構最為著名，其相對于其中單一成分的材料具有更好的光學、磁學和催化性能。目前并未存在關于核殼型金和氧化釕納米復合結構的相關報道，目前對于金和氧化釕復合結構的研究也多為將氧化釕顆粒沉積到金納米顆粒的表面。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種核殼型金-氧化釕納米復合材料及其制備方法，采用簡單一步法在高溫水熱合成條件下合成了核殼型金-氧化釕納米復合材料，操作簡單，重復率高，合成的產品產率高，其形貌及殼層厚度易于控制。

本發明提供了一種核殼型金-氧化釕納米復合材料，包括內核的金納米粒子以及包覆在其外部的氧化釕，金納米粒子與氧化釕的摩爾比為1:0.2-0.8。

進一步地，核殼型金-氧化釕納米復合材料中金納米粒子組成的核的直徑與氧化釕組成的殼體的厚度之比為1:0.5-2。

進一步地，金納米粒子為金納米棒，其直徑為10-30nm，長度為50-80nm。

進一步地，核殼型金-氧化釕納米復合材料呈棒狀，其直徑為20-30nm，長度為60-140nm。

進一步地，核殼型金-氧化釕納米復合材料的紫外-可見-近紅外吸收光譜吸收峰波長位于800-1300nm之間。

本發明中，金納米粒子與氧化釕依靠配位鍵相互連接起來。膠體金核被包覆于氧化釕殼層結構內，且殼層為勻質結構而非顆粒，同時復合材料的產率高，形貌及殼層厚度容易控制。

本發明還提供了上述核殼型金-氧化釕納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將含金溶液的pH值調節至8-12，再加入乙酰丙酮釕的有機溶液后混勻，其中所述含金溶液包括金納米粒子、季銨鹽類陽離子表面活性劑以及水，含金溶液中季銨鹽類陽離子表面活性劑的濃度為0.05×10^-3-1.5×10^-3mol/L；

(2)將步驟(1)混合后的溶液在100-120℃下進行水熱反應，得到核殼型金-氧化釕納米復合材料。