專利名稱：一種空心結(jié)構(gòu)納米貴金屬粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空心結(jié)構(gòu)金屬粒子的制備方法，特別涉及一種空心結(jié)構(gòu)納米貴
金屬粒子的制備方法。
背景技術(shù)：
空心結(jié)構(gòu)的貴金屬Pt， Pd， Au納米粒子因其具有高的比表面積和表面催化活 性，在能源催化等領(lǐng)域的應(yīng)用一直受到極大關(guān)注。尤其在燃料電池催化方面，空心結(jié)構(gòu)
的納米粒子已展示出諸多優(yōu)越性，比如更高的表面活性，更長的催化壽命，更低的成本等。 但是目前為止，對空心結(jié)構(gòu)的貴金屬納米粒子的制備合成報道僅限于利用置換 反應(yīng)法，但置換反應(yīng)一般需要利用價格較高的金屬，比如銀做模板，導(dǎo)致制備成本高 昂，并且操作過程復(fù)雜，過程控制復(fù)雜，因此大大限制了其在催化等領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種制備工藝簡單，成本 低，能夠批量制備的空心結(jié)構(gòu)納米貴金屬的制備方法，所獲得的空心結(jié)構(gòu)納米貴金屬粒 子具有很大的比表面，因而在催化、化學(xué)傳感器等領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價值。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 1)首先，取粒徑為10 1000nm的氧化亞銅粒子加入到濃度為10 50mg/mL的
十六烷基三甲基溴化銨溶液中，使十六烷基三甲基溴化銨與氧化亞銅的質(zhì)量比為i : i，
在此混合溶液中加入濃度為1 100mg/mL的Pt， Pd或Au的可溶性鹽或酸溶液混合并充 分?jǐn)嚢?小時，其中加入的Pt， Pd或Au的可溶性鹽或酸溶液中Pt、 Pd或Au離子與氧 化亞銅的質(zhì)量比為1 5 : 1 ; 2)最后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行離心分離，并將所獲得的固體沉淀物用氨水洗 滌，離心后獲得的沉淀物即為空心結(jié)構(gòu)的納米貴金屬粒子。 本發(fā)明的Pt、 Pd或Au的可溶性鹽或酸為H2PtCl6 nH20 、 K2PtCl6 nH20 、 Na2PtCl6. nH20、 H2PtCl4 nH20、 K2PtCl4 nH20、 Na2PtCl4 . nH20、 H2PdCl4 . nH20、 K2PdCl4. nH20、 Na2PdCl4. nH20、 HAuCl4. nH20、 KAuCl4. nH20或NaAuCl4. nH20，且
分子帶有結(jié)晶水的數(shù)量為n = 0 6。 由于納米氧化亞銅是一種廉價并極易制備的金屬氧化物，本發(fā)明通過以氧化亞 銅為模板，實現(xiàn)了空心結(jié)構(gòu)的Pt， Pd， Au等貴金屬納米空心結(jié)構(gòu)的制備。該方法操作 簡便，成本低廉，所獲得的空心納米粒子的直徑可以通過調(diào)節(jié)氧化亞銅顆粒的直徑來調(diào) 節(jié)，空心納米粒子的壁厚小于lOnm，具有很大的比表面，因而在催化等領(lǐng)域具有極高的 應(yīng)用價值。


圖la是本發(fā)明實施例1制備的空心Pt納米金屬粒子的掃描電鏡圖像，
圖lb是本發(fā)明實施例1制備的空心Pt納米金屬粒子的投射電鏡圖像；
圖2a是本發(fā)明實施例3制備的空心Pd納米金屬粒子的掃描電鏡圖像，
圖2b是本發(fā)明實施例3制備的空心Pd納米金屬粒子的投射電鏡圖像。
具體實施例方式
實施例1 :首先，取粒徑為lOOnm的氧化亞銅粒子加入到濃度為20mg/mL的 十六烷基三甲基溴化銨溶液中，使十六烷基三甲基溴化銨與氧化亞銅的質(zhì)量比為1 : 1， 在此混合溶液中加入濃度為10mg/mL的H2PtCl6溶液混合并充分?jǐn)嚢?小時，其中加入的 H^tCle溶液中Pt離子與氧化亞銅的質(zhì)量比為2 : 1;最后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行離心分 離，并將所獲得的固體沉淀物用氨水洗滌，離心分離后即可獲得如圖la，圖lb所示的平 均粒徑為lOOnm左右的空心Pt納米金屬粒子。 實施例2:首先，取粒徑為50nm的氧化亞銅粒子加入到濃度為40mg/mL的十六 烷基三甲基溴化銨溶液中，使十六烷基三甲基溴化銨與氧化亞銅的質(zhì)量比為1 : 1，在此 混合溶液中加入濃度為60mg/mL的K2PtCl6乇1120溶液混合并充分?jǐn)嚢?小時，其中加入 的IQPtCl6H20溶液中Pt離子與氧化亞銅的質(zhì)量比為4 : 1;最后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行 離心分離，并將所獲得的固體沉淀物用氨水洗滌，離心分離后即可獲得平均粒徑為50nm 左右的空心Pt納米粒子。 實施例3 :首先，取粒徑為500nm的氧化亞銅粒子加入到濃度為10mg/mL的 十六烷基三甲基溴化銨溶液中，使十六烷基三甲基溴化銨與氧化亞銅的質(zhì)量比為1 : 1， 在此混合溶液中加入濃度為lmg/mL的H2PdCl4溶液混合并充分?jǐn)嚢?小時，其中加入的 H^dCl4溶液中Pd離子與氧化亞銅的質(zhì)量比為1 : 1;最后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行離心分 離，并將所獲得的固體沉淀物用氨水洗滌，離心分離后即可獲得如圖2a，圖2b平均粒徑 為500nm左右的空心Pd納米粒子。 實施例4:首先，取粒徑為250nm的氧化亞銅粒子加入到濃度為30mg/mL的 十六烷基三甲基溴化銨溶液中，使十六烷基三甲基溴化銨與氧化亞銅的質(zhì)量比為1 : 1， 在此混合溶液中加入濃度為30mg/mL的Na2PdCl4溶液混合并充分?jǐn)嚢?小時，其中加入 的N^PdCl4溶液中Pd離子與氧化亞銅的質(zhì)量比為3 : 1;最后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行離 心分離，并將所獲得的固體沉淀物用氨水洗滌，離心分離后即可獲得平均粒徑為250nm 左右的空心Pd納米粒子。 實施例5:首先，取粒徑為800nm的氧化亞銅粒子加入到濃度為50mg/mL的 十六烷基三甲基溴化銨溶液中，使十六烷基三甲基溴化銨與氧化亞銅的質(zhì)量比為1 : 1， 在此混合溶液中加入濃度為80mg/mL的HAuCl4溶液混合并充分?jǐn)嚢?小時，其中加入的 HAuC^溶液中Au離子與氧化亞銅的質(zhì)量比為5 : 1;最后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行離心分 離，并將所獲得的固體沉淀物用氨水洗滌，離心分離后即可獲得平均粒徑為800nm左右 的空心Au納米粒子。 實施例6 :首先，取粒徑為1000nm的氧化亞銅粒子加入到濃度為25mg/mL的 十六烷基三甲基溴化銨溶液中，使十六烷基三甲基溴化銨與氧化亞銅的質(zhì)量比為1 : 1，
4在此混合溶液中加入濃度為100mg/mL的NaAuCl4 4H20溶液混合并充分?jǐn)嚢?小時，其 中加入的NaAuCl4 4H20溶液中Au離子與氧化亞銅的質(zhì)量比為3:1;最后將反應(yīng)后的 混合物進(jìn)行離心分離，并將所獲得的固體沉淀物用氨水洗滌，離心分離后即可獲得平均 粒徑為1000nm左右的空心Au納米粒子。
權(quán)利要求
一種空心結(jié)構(gòu)納米貴金屬粒子的制備方法，其特征在于1)首先，取粒徑為50～1000nm的氧化亞銅粒子加入到濃度為10～50mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨溶液中，使十六烷基三甲基溴化銨與氧化亞銅的質(zhì)量比為1∶1，在此混合溶液中加入濃度為1～100mg/mL的Pt，Pd或Au的可溶性鹽或酸溶液混合并充分?jǐn)嚢?小時，其中加入的Pt，Pd或Au的可溶性鹽或酸溶液中Pt、Pd或Au離子與氧化亞銅的質(zhì)量比為1～5∶1；2)最后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行離心分離，并將所獲得的固體沉淀物用氨水洗滌，離心后獲得的沉淀物即為空心結(jié)構(gòu)的納米貴金屬粒子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心結(jié)構(gòu)納米貴金屬粒子的制備方法，其特征在于所說 的Pt、 Pd或Au的可溶性鹽或酸為H2PtCl6 nH20 、 K2PtCl6 nH20 、 Na2PtCl6 nH20 、 H2PtCl4 nH20、 K2PtCl4 nH20、 Na2PtCl4 . nH20、 H2PdCl4. nH20、 K2PdCl4 . nH20、 Na2PdCl4 nH20、 HAuCl4 nH20、 KAuCl4 nH20或NaAuCl4 nH20，且分子帶有結(jié)晶水 的數(shù)量為n = 0 6。
全文摘要
空心結(jié)構(gòu)納米貴金屬粒子的制備方法，先將氧化亞銅納米粒子加入十六烷基三甲基溴化銨的水溶液中，在此混合溶液中加入Pt，Pd或Au的可溶性鹽或酸的水溶液，然后將混合溶液進(jìn)行充分?jǐn)嚢柚敝脸浞址磻?yīng)；最后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行離心分離，并將所獲得的固體沉淀物用氨水洗滌，離心后獲得的沉淀物即為空心結(jié)構(gòu)的納米貴金屬粒子。整個制備過程操作簡便，工藝簡單，可用于不同種類貴金屬空心納米結(jié)構(gòu)的制備，實現(xiàn)了貴金屬空心納米粒子的大量制備。該方法操作簡便，成本低廉，所獲得的空心納米粒子的直徑可以通過調(diào)節(jié)氧化亞銅顆粒的直徑來調(diào)節(jié)，空心納米粒子的壁厚小于10nm，具有很大的比表面，因而在催化等領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價值。
文檔編號B22F9/16GK101690977SQ20091002386
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者丁秉鈞, 宋曉平, 楊志懋, 楊生春 申請人:西安交通大學(xué)