[發(fā)明專利]一種超細(xì)金屬納米框及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910400570.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN110076348B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱興忠;徐娟;王長(zhǎng)順;闞彩俠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F9/24
• 分類號(hào): B22F9/24;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 金詩(shī)琦

本發(fā)明公開了一種超細(xì)金屬納米框及其制備方法，所述超細(xì)金屬納米框由納米雙錐支撐，金屬納米框包括銀原子和反應(yīng)原子，納米雙錐包括金原子，反應(yīng)原子為金原子、鈀原子或鉑原子。所述制備方法包含以下步驟：a、將金納米雙錐溶液加入到十六烷基三甲基氯化銨溶液中，再加入硝酸銀溶液和抗壞血酸溶液，將混合溶液搖勻放入烘箱中，得到銀納米棒；b、將銀納米棒離心置于十六烷基三甲基溴化銨溶液中，分別加入氫氧化鈉溶液和抗壞血酸溶液，室溫下緩慢滴加反應(yīng)溶液；c、將步驟b所得樣品離心置于十六烷基三甲基溴化銨溶液中，分別加入氨水溶液和雙氧水溶液，室溫下反應(yīng)。本發(fā)明制備條件簡(jiǎn)單，利用模板生長(zhǎng)再刻蝕過(guò)程得到樣品，條件溫和，可操作性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料及其制法，具體為一種超細(xì)金屬納米框及其制備方法。

背景技術(shù)

貴金屬納米粒子因具有獨(dú)特的光學(xué)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等特性，在催化、電子學(xué)、光子學(xué)、信息存儲(chǔ)、能量轉(zhuǎn)換和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。由于這些金屬在地殼中的含量極低，價(jià)格昂貴，因此迫切需要拓展可以有效利用此類金屬的技術(shù)手段。近年來(lái)，科研工作者們已經(jīng)開發(fā)了很多策略用來(lái)提高貴金屬納米晶體的催化活性，從而降低它們?cè)诖呋瘎┲械呢?fù)載量。超細(xì)金屬納米框結(jié)合中空和超薄兩種優(yōu)點(diǎn)于一體，可以大大提高貴金屬的利用效率，是目前諸多結(jié)構(gòu)中特別優(yōu)異的一種，這在很多文獻(xiàn)中都有了相關(guān)報(bào)道(J.Am.Chem.Soc.2014，136，11594-11597；Nano Lett.2015，15，4448-4454)。

然而，由于超細(xì)納米框的框架很細(xì)(小于5nm)，對(duì)于各類貴金屬(金、銀、鈀、鉑等)來(lái)說(shuō)，其組成的單金屬或多金屬超細(xì)納米框在可見和近紅外領(lǐng)域都不具備優(yōu)異的等離激元共振性能(如J.Am.Chem.Soc.2011，133，8066-8069；Science 2014，343，1339-1343)，這大大制約了這種獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)在光催化領(lǐng)域上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種具有等離激元共振性能的超細(xì)金屬納米框，本發(fā)明的另一目的是提供一種利用生長(zhǎng)的銀作為犧牲模板的超細(xì)金屬納米框的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種超細(xì)金屬納米框，由納米雙錐支撐，金屬納米框包括銀原子和反應(yīng)原子，納米雙錐包括金原子，反應(yīng)原子為金原子、鈀原子或鉑原子。金屬納米框的寬度為2～3nm。

上述超細(xì)金屬納米框的制備方法，包含以下步驟：

a、將金納米雙錐溶液加入到0.01～0.1mol/L十六烷基三甲基氯化銨溶液中，再加入0.01～0.1mol/L硝酸銀溶液和0.1～1mol/L抗壞血酸溶液，金納米雙錐、十六烷基三甲基氯化銨、硝酸銀、抗壞血酸的體積比為10∶100～500∶0.1～6∶0.1～3，將得到的混合溶液搖勻并放入40～80℃烘箱中反應(yīng)1～8h，得到銀納米棒；

b、將銀納米棒離心分散于0.01～0.05mol/L十六烷基三甲基溴化銨溶液中，分別加入0.1～1mol/L氫氧化鈉溶液和0.1～1mol/L抗壞血酸溶液，室溫下再緩慢滴加0.1～0.5mmol/L反應(yīng)溶液，十六烷基三甲基溴化銨、氫氧化鈉、抗壞血酸、反應(yīng)溶液的體積比為4∶0.1～1∶0.1～1∶0.1～2，滴加速率為10～30μL/min，反應(yīng)時(shí)間為1～3h，反應(yīng)溶液為氯金酸溶液、氯鈀酸溶液或氯鉑酸溶液；

c、將步驟b所得樣品離心分散于0.003～0.1mol/L十六烷基三甲基溴化銨溶液中，分別加入1～14mol/L氨水溶液和1～5mol/L雙氧水溶液，十六烷基三甲基溴化銨、氨水、雙氧水的體積比為100∶1～100∶5～200，室溫下反應(yīng)3～24h，得到超細(xì)金屬納米框。

反應(yīng)原理：金屬前驅(qū)體在抗壞血酸和氫氧化鈉的作用下，與金納米雙錐表面的銀原子發(fā)生置換和共還原反應(yīng)；由于晶面能的差異，沉積的金屬原子優(yōu)先生長(zhǎng)在銀納米棒的棱上，形成超細(xì)金屬納米框；通過(guò)刻蝕，得到裸露的金納米雙錐支撐的超細(xì)金屬納米框。