[發明專利]一種利用激光輻照聲懸浮液滴制備釕銥納米合金的方法

有效

• 申請號: 202011390775.6
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112658275B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 蔣妍彥;阮瑩;李輝
• 申請（專利權）人: 山東大學;西北工業大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/054;B82Y30/00;B82Y40/00;C22C5/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種利用激光輻照聲懸浮液滴制備釕銥納米合金的方法，該方法包括以下步驟：將釕鹽、銥鹽與聚乙烯吡咯烷酮溶解于乙二醇中，然后進行聲懸浮處理獲得懸浮液滴，對懸浮液滴進行激光輻照處理制備釕銥納米合金。本發明操作簡便，為釕銥納米合金的微量、快速、可控、低能耗制備開辟新途徑。

技術領域

本發明涉及一種利用激光輻照聲懸浮液滴制備釕銥納米合金的方法，屬于貴金屬納米材料新型制備技術領域。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

金屬納米粒子因其獨特的尺寸效應、表面效應與電子狀態在催化(CN 111185220A)、傳感(CN 111398396 A)、光學(CN 111253936 A)、醫學與生物工程(CN 111420057 A)等領域具有廣闊的應用前景。由于每種金屬元素都有其獨特的電子排布狀態，因此合金化能夠獲得不同于單一金屬元素的電子結構，進而影響其在不同應用中的性能。大量研究表明影響納米合金性能的主要因素是合金的尺寸(J Am ChemSoc，2014，136(19)：6978)、元素組成比例(J Am ChemSoc，2017，139(13)：4643)與內部組分分布(Nat Chem，2014，6(4)：320)。因此，開發一種新的制備技術以實現納米合金的尺寸精準控制、成分任意組合以及組分分布可控具有顯著的科學意義和工程價值。

釕是一種多價稀有金屬元素。它性質穩定、耐腐蝕性強，具有硬度高、電學與催化性能優異的特點，常被用于制造硬質合金、電接觸合金以及用作氫化、氧化、異構化和重整反應的催化劑(CN 111500914 A)。銥是一種稀有的貴金屬材料，被認為是最耐腐蝕的金屬元素，具有優異的熱穩定性，多用于制作高溫反應用坩堝、科學儀器、熱電偶和電阻線等。像其它鉑族金屬合金一樣，銥合金能牢固吸附有機物，可用作催化劑材料(CN 111389395 A)。釕和銥有很大的互溶度，釕銥合金的成分在較大范圍內連續可調，將釕和銥制成合金能夠實現兩者性能的優勢互補。目前釕銥合金已被用作高溫熱電偶材料、催化劑、抗腫瘤材料以及發光材料。

釕銥納米合金具有區別于塊體合金材料的獨特性能，實現釕銥納米合金的可控制備是拓寬其性能與應用的有效手段。據發明人研究發現，當前廣泛采取的納米合金制備方法涉及在容器或基體上發生反應，極易發生異質形核，導致成分偏析和尺寸不可控，最終納米合金的理化性質不穩定。因此，迫切需要開發一種納米合金制備方法實現材料的尺寸精準控制、成分任意組合以及組分分布可控。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種利用激光輻照聲懸浮液滴制備釕銥納米合金的方法，本發明能夠實現無容器反應形成超小顆粒及元素互溶，克服異質形核導致的團聚和顆粒長大；避免反應過程中發生的成分偏析，形成均質合金；瞬間達到金屬還原溫度，實現不同種類金屬離子同步還原，形成固溶體結構；實現微小局部震蕩和微量反應，克服傳統容器中反應造成的原材料與能源的浪費；突破形成熵局限，得到多組分亞穩態合金；合金成分和組分分布連續可調。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一方面，一種利用激光輻照聲懸浮液滴制備釕銥納米合金的方法，將釕鹽、銥鹽與聚乙烯吡咯烷酮溶解于乙二醇中，然后進行聲懸浮處理獲得懸浮液滴，對懸浮液滴進行激光輻照處理制備釕銥納米合金。

本發明利用聲懸浮能夠使反應過程在無容器條件下進行，同時協同激光輻照，能夠實現乙二醇對釕、銥金屬離子的快速同步還原，避免發生異質形核。

另一方面，一種釕銥納米合金，由上述方法制備獲得。

本發明的有益效果為：