本發(fā)明涉及一種貴金屬納米材料及其制備方法，特別涉及一種二維樹枝狀鈀銀納米片及其制備方法，屬貴金屬納米材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在電學(xué)、光學(xué)、熱、催化等領(lǐng)域，貴金屬納米材料表現(xiàn)出十分卓越的獨(dú)特性能，因而得到廣泛關(guān)注及深入的研究。納米片的物理化學(xué)性質(zhì)與其尺寸、形貌相關(guān)，二維樹枝狀鈀銀納米片的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)及高比表面積使其在紅外熱療、催化等諸多方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性質(zhì)，使其在能源、醫(yī)療、生物傳感等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。

相對(duì)于其他種類貴金屬納米片，鈀或銀納米晶體作為一種重要的貴金屬納米材料，特別是鈀有著優(yōu)異的催化性能，相對(duì)價(jià)格低廉，二被廣泛應(yīng)用于加氫反應(yīng)。二維納米晶對(duì)于三維結(jié)構(gòu)而言，擁有較高的表表面積和表面裸露原子；同時(shí)，多元素的納米晶較之單一元素的納米晶存在協(xié)同作用，表現(xiàn)出更佳的催化性能。

目前關(guān)于合成樹枝狀的納米晶的有過一些報(bào)道。中國(guó)發(fā)明專利CN 104551009 B公開了一種二維樹枝狀銀納米片的制備方法；Zheng等利用水-空氣界面合成，以實(shí)現(xiàn)對(duì)三維生長(zhǎng)的抑制，制備二維分形金納米片(Crystal Growth&Design, (2010). 10, 4701–4705)，但是現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處在于：(1)水氣界面合成方法控制有相對(duì)難度，且粒子尺寸均一性不高；（2）粒子組成為單一元素，在催化性能上不能發(fā)揮多元素納米晶催化劑的二元協(xié)同作用。因此，研究一種實(shí)驗(yàn)條件溫和具有多元素組成的納米晶催化劑的方法具有實(shí)際意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種制備條件溫和，易實(shí)現(xiàn)，重復(fù)性好，催化活性高的二維樹枝狀鈀銀納米片及其制備方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種樹枝狀鈀銀二維納米片的制備方法，將銀前驅(qū)體、鈀前驅(qū)體、表面活性劑和還原劑分散到溶劑中，得到的混合溶液在溫度為15～65℃的條件下反應(yīng)1～4h，再經(jīng)離心清洗后得到一種二維樹枝狀鈀銀納米片；所述的銀前驅(qū)體為硝酸銀或醋酸銀，所述的鈀前驅(qū)體為硝酸鈀或氯化鈀，所用的表面活性劑為十六三甲基氯化銨或十八烷基三甲基氯化銨，所用的還原劑為抗壞血酸或檸檬酸三鈉，所述的溶劑為水或N,N-二甲基甲酰胺。

在本發(fā)明技術(shù)方案中，按物質(zhì)的量比，鈀與銀的比例為1：1～1：4。

按體積計(jì)，混合溶液中濃度為10 mM～100 mM的表面活性劑1000份，濃度為10 mM～100 mM的鈀前驅(qū)體2～4份，濃度為10 mM～100 mM的銀前驅(qū)體2～4份，濃度為10 mM～100 mM的還原劑2～4份。

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案是：表面活性劑，鈀、銀前驅(qū)體的濃度均為10 mM，還原劑的濃度為100 mM。

本發(fā)明技術(shù)方案還包括按上述制備方法得到的一種二維樹枝狀鈀銀納米片。

由于上述技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明的有益效果是：

1、與普通的片狀結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明提供的鈀銀納米片呈支化片狀結(jié)構(gòu)，使納米片的側(cè)面裸露原子更多，因此，具有更高的催化活性。

2、本發(fā)明配方簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件溫和，產(chǎn)物產(chǎn)率高且均一，可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

3、所合成的鈀銀納米片具有優(yōu)良的光熱轉(zhuǎn)換性能和電催化性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例制備的樹枝狀二維鈀銀納米片的透射電子顯微鏡圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例制備的納米片的原子力顯微分析，a圖為原子力顯微鏡掃描圖，b圖為a圖中對(duì)應(yīng)的切線截面厚度。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的納米片的3。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中采用不同鈀銀濃度合成的鈀銀納米片在1.5瓦808 nm激光照射下的加熱升溫曲線圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例制備的產(chǎn)物納米片的電催化氧化乙醇的性能圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。

實(shí)施例1

將40 mg十六烷基三甲基氯化銨，10 mL水加入到25 mL圓底燒瓶中，混合均勻，再一次分別加入200 uL濃度為10 mM的醋酸銀溶液和氯鈀酸溶液，超聲處理10 min。 30 ℃水浴條件下，攪拌加入400 uL 濃度為 100 mM的檸檬酸三鈉溶液，攪拌反應(yīng)4h，得到樹枝狀鈀銀納米片粒子溶液，其透射電子顯微鏡圖參見附圖1，粒子直徑約60 nm，粒子形貌為樹枝狀。

參見附圖2，為本實(shí)施例中制備的納米片的原子力顯微分析，其中，a圖為原子力顯微鏡掃描圖，b圖為a圖中對(duì)應(yīng)的切線截面厚度。

實(shí)施例2

將60 mg十六烷基三甲基氯化銨，10 mL水加入到25 mL圓底燒瓶中，混合均勻，再一次分別加入300 uL濃度為10 mM的醋酸銀溶液和氯鈀酸溶液，超聲處理10 min。 35 ℃水浴條件下，攪拌加入400 uL 濃度為 100 mM的檸檬酸三鈉溶液，攪拌反應(yīng)4h，得到樹枝狀鈀銀納米片粒子溶液。

實(shí)施例3

將40 mg十六烷基三甲基氯化銨，10 mL水加入到25 mL圓底燒瓶中，混合均勻，再一次分別加入300 uL濃度為10 mM的硝酸銀溶液和氯鈀酸溶液，超聲處理10 min。 30 ℃水浴條件下，攪拌加入400 uL 濃度為 100 mM的檸檬酸三鈉溶液，攪拌反應(yīng)4h，得到樹枝狀鈀銀納米片粒子溶液。

對(duì)本實(shí)施例制備的納米片進(jìn)行X射線能譜分析，結(jié)果參見附圖3。

對(duì)本實(shí)施例提供的鈀銀納米片進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)化效率測(cè)定：選取邊長(zhǎng)為本實(shí)施例中的鈀銀納米片，配成不同濃度的水溶液（1ml），用1.5瓦 808nm 的激光照射，跟蹤溶液溫度隨時(shí)間的變化，結(jié)果參見附圖4。圖4為本實(shí)施例中采用不同鈀銀濃度合成的鈀銀納米片在1.5瓦808 nm激光照射下的加熱升溫曲線圖；橫坐標(biāo)為激光照射時(shí)間t(s)，縱坐標(biāo)為溫度Temperature(°C)；曲線1（五角星）對(duì)應(yīng)鈀含量為20 ppm的溶液，曲線2（三角形）的鈀含量為10 ppm的溶液。

下面對(duì)本發(fā)明提供的鈀銀納米片作為催化劑在電催化氧化乙醇的應(yīng)用作進(jìn)一步的說明。

以本實(shí)施例中所合成鈀銀納米片為催化劑，測(cè)試其對(duì)乙醇的電催化氧化性能。測(cè)試過程中以1 M 氫氧化鉀為電解質(zhì)，以1 M 乙醇為電催化氧化的目標(biāo)分子，考察其對(duì)乙醇的電催化氧化性能。參見附圖5，為本實(shí)施例中產(chǎn)物納米片的電催化氧化乙醇的性能圖；在圖5 中，橫坐標(biāo)為電位Potential/V vs SCE，縱坐標(biāo)為質(zhì)量電流密度Current Density /(mA/mg)。測(cè)試結(jié)果表明，合成的納米片有很好的電催化活性，其最大電流密度為4000mA/mg。