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不含穩(wěn)定劑的金屬納米顆粒合成及由其合成的金屬納米顆粒的用途的制作方法

文檔序號(hào):12701027閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種用于合成金屬納米顆粒的方法,該方法包括:

(a)制備包含金屬前體化合物和第一水性液體介質(zhì)的金屬前體混合物,

(b)制備包含還原劑和第二水性液體介質(zhì)的還原劑混合物,

(c)任選地將酸或堿添加到在步驟(a)中制備的該混合物或在步驟(b)中制備的該混合物中,

其中該金屬前體混合物和該還原劑混合物都不含穩(wěn)定劑并且不含種子顆粒,

(d)將該金屬前體混合物與該還原劑混合物合并,以便使該金屬前體化合物與該還原劑進(jìn)行反應(yīng),

由此合成這些金屬納米顆粒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中該金屬前體化合物包含金屬鹽或金屬酸,其中該金屬是陰離子的一部分。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中該金屬前體化合物包含硝酸銀、四氯金酸、六氯鉑酸、氯鈀酸、四氯高鐵酸(HFeCl4)、或其水合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法,其中該金屬前體化合物包含硝酸銀、四氯金酸、或其水合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法,其中該水性液體介質(zhì)包含水和,任選地,一種或多種水混溶性有機(jī)液體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法,其中該水性液體介質(zhì)主要由水組成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法,其中該水性液體介質(zhì)由水組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法,其中將堿添加到該金屬前體混合物或該還原劑混合物中。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法,其中添加到該金屬前體混合物或該還原劑混合物中的該堿包含氫氧根離子。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法,其中添加到該金屬前體混合物或該還原劑混合物中的該堿包含氫氧化鈉。

11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的方法,其中堿與金屬前體化合物的摩爾比小于約4.4:1。

12.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的方法,其中堿與金屬前體化合物的該摩爾比大于約4.5:1。

13.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的方法,其中堿與金屬前體化合物的該摩爾比為從約0.1:1至約6.0:1。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中堿與金屬前體化合物的該摩爾比為從約0.1:1至約4.4:1。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,堿與金屬前體化合物的該摩爾比為從約4.5:1至約6.0:1。

16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的方法,其中該還原劑包含羧酸或其衍生物。

17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的方法,其中該還原劑包含抗壞血酸、檸檬酸、異抗壞血酸、或其鹽。

18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的方法,其中該還原劑包含抗壞血酸或其鹽。

19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的方法,其中在整個(gè)反應(yīng)過程期間反應(yīng)混合物中的金屬前體化合物的總量,基于一升的該反應(yīng)混合物,是從約0.1×10-3摩爾至約2.0×10-3摩爾的該金屬前體化合物。

20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的方法,其中在反應(yīng)中使用的還原劑的量,基于一升反應(yīng)混合物,是從約0.1×10-3摩爾至約32.0×10-3摩爾的該還原劑。

21.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的方法,其中還原劑與金屬前體化合物的摩爾比為從約0.5:1至約16:1。

22.根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的方法,其中反應(yīng)溫度為從約3℃至約35℃。

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其中反應(yīng)時(shí)間為從約2分鐘至約24小時(shí)。

24.金屬納米顆粒,這些金屬納米顆粒通過根據(jù)權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的方法合成。

25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的金屬納米顆粒,其中平均直徑為小于或等于250nm。

26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的金屬納米顆粒,其中該平均直徑為從約25nm至約250nm。

27.根據(jù)權(quán)利要求24-26中任一項(xiàng)所述的金屬納米顆粒,其中多分散性為從約1%至約70%。

28.根據(jù)權(quán)利要求24-27中任一項(xiàng)所述的金屬納米顆粒,其中該多分散性為從約5%至約60%。

29.一種用于改性金屬納米顆粒表面的方法,該方法包括:

使根據(jù)權(quán)利要求24-28中任一項(xiàng)所述的金屬納米顆粒與至少一種穩(wěn)定劑接觸,

由此改性該金屬納米顆粒表面。

30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法,其中該穩(wěn)定劑是表面活性劑或聚合物。

31.根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的方法,其中該穩(wěn)定劑是表面活性劑。

32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法,其中該表面活性劑是陽(yáng)離子型的、陰離子型的或非離子型的。

33.根據(jù)權(quán)利要求29-32中任一項(xiàng)所述的方法,其中使這些金屬納米顆粒與至少一種穩(wěn)定劑接觸的步驟包括:

(1)將該至少一種穩(wěn)定劑或包含該至少一種穩(wěn)定劑和第一液體介質(zhì)的穩(wěn)定劑混合物添加到納米顆?;旌衔镏?,該納米顆?;旌衔锇@些金屬納米顆粒和第二液體介質(zhì),

(2)離心在步驟(1)中形成的組合,以及

(3)除去上清液。

34.根據(jù)權(quán)利要求29-33中任一項(xiàng)所述的方法,其中該方法包括:

使這些金屬納米顆粒與至少一種穩(wěn)定劑接觸,其中這些金屬納米顆粒是通過以下的方法合成的,該方法包括:

(a)制備包含金屬前體化合物和第一水性液體介質(zhì)的金屬前體混合物,

(b)制備包含還原劑和第二水性液體介質(zhì)的還原劑混合物,

(c)任選地將酸或堿添加到在步驟(a)中制備的該混合物或在步驟(b)中制備的該混合物中,

其中該金屬前體混合物和該還原劑混合物都不含穩(wěn)定劑并且不含種子顆粒,

(d)將該金屬前體混合物與該還原劑混合物合并,以便使該金屬前體化合物與該還原劑進(jìn)行反應(yīng);

由此改性該金屬納米顆粒表面。

35.根據(jù)權(quán)利要求29-34中任一項(xiàng)所述的方法,其中該方法包括:

(1)將該至少一種穩(wěn)定劑或包含該至少一種穩(wěn)定劑和第一液體介質(zhì)的穩(wěn)定劑混合物添加到納米顆?;旌衔镏校摷{米顆?;旌衔锇@些金屬納米顆粒和第二液體介質(zhì);其中

這些金屬納米顆粒是通過以下的方法合成的,該方法包括:

(a)制備包含金屬前體化合物和第一水性液體介質(zhì)的金屬前體混合物,

(b)制備包含還原劑和第二水性液體介質(zhì)的還原劑混合物,

(c)任選地將酸或堿添加到在步驟(a)中制備的該混合物或在步驟(b)中制備的該混合物中,

其中該金屬前體混合物和該還原劑混合物都不含穩(wěn)定劑并且不含種子顆粒,

(d)將該金屬前體混合物與該還原劑混合物合并,以便使該金屬前體化合物與該還原劑進(jìn)行反應(yīng);

(2)離心在步驟(1)中形成的組合,以及

(3)除去上清液,

由此改性該金屬納米顆粒表面。

36.金屬納米顆粒,這些金屬納米顆粒通過根據(jù)權(quán)利要求29-35中任一項(xiàng)所述的方法進(jìn)行改性。

37.一種電子設(shè)備,該電子設(shè)備包含根據(jù)權(quán)利要求24-28和36中任一項(xiàng)所述的金屬納米顆粒。

38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的電子設(shè)備,其中該電子設(shè)備包含:

(a)陽(yáng)極或合并的陽(yáng)極和緩沖層101,

(b)陰極層106,

(c)布置在陽(yáng)極層101與陰極層106之間的電活性層104,

(d)任選地,緩沖層102,該緩沖層典型地布置在陽(yáng)極層101與電活性層104之間,

(e)任選地,空穴傳輸層105,該空穴傳輸層典型地布置在陽(yáng)極層101與電活性層104之間,或者如果緩沖層102存在,該空穴傳輸層布置在緩沖層102與電活性層104之間,以及

(f)任選地,電子注入層105,該電子注入層典型地布置在電活性層104與陰極層106之間,

其中該設(shè)備的這些層中的至少一個(gè)包含這些金屬納米顆粒。

39.一種催化劑,該催化劑包含根據(jù)權(quán)利要求24-28和36中任一項(xiàng)所述的金屬納米顆粒以及,任選地,支撐體。

40.根據(jù)權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的方法,其中堿與還原劑的摩爾比為從約0:1至約3:1,典型地從約0.1:1至約3:1。

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