鉑合金納米核殼立方體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鉑合金納米核殼立方體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]貴金屬納米材料，特別是鉑基納米材料，由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)在催化等很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。但是貴金屬的儲(chǔ)量稀少且價(jià)格昂貴，人們把目光轉(zhuǎn)移到提高它們的使用效率上來，例如將鉑等貴金屬與非貴金屬結(jié)合制備成雙金屬納米催化劑，不但大幅減少了貴金屬用量，并且利用雙金屬間的電子轉(zhuǎn)移作用產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。
[0003]隨著納米技術(shù)研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)將兩種或多種納米結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，將體現(xiàn)出優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)。其中最典型的當(dāng)屬核殼納米結(jié)構(gòu)。通過化學(xué)鍵或其它相互作用將殼層物質(zhì)在核表面有序組裝后，不但可以將核與殼的多種功能結(jié)合在一起，還能在界面上產(chǎn)生協(xié)同作用。因此，核殼納米結(jié)構(gòu)比單一成分的納米粒子具有更加豐富和優(yōu)異的性能，在醫(yī)學(xué)、生物、催化等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。
[0004]對(duì)于鉑鈷二元體系的納米粒子，以往報(bào)道大部分為組分均勻的合金顆粒，包括立方體，八面體，枝狀粒子等形貌，關(guān)于鉑鈷核殼立方體型雙金屬納米粒子的制備，國內(nèi)外尚無報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種鉑合金納米核殼立方體及其制備方法。鉑合金納米核殼立方體的核由花狀鉑合金粒子構(gòu)成，殼由鈷、鎳或鐵單質(zhì)構(gòu)成，分散性好，成分可控，有磁性，易于收集；本發(fā)明還提供了一種鉑合金納米核殼立方體的制備方法，采用一鍋法油胺體系，通過調(diào)控金屬前驅(qū)體的比例和反應(yīng)時(shí)間及溫度，得到組分不同的鉑合金納米核殼立方體，所用試劑無毒，方法簡單，易于操作。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目標(biāo)，本發(fā)明提供一種鉑合金納米核殼立方體，所述鈾合金包括金屬鈾及第二金屬，所述鈾合金納米核殼立方體包含內(nèi)核及包覆在所述內(nèi)核外圍的外殼，所述內(nèi)核為花狀鉑合金粒子內(nèi)核，所述外殼為第二金屬單質(zhì)外殼。
[0007]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的一種優(yōu)選方案，所述第二金屬為鈷，所述花狀鉑合金粒子內(nèi)核為鉑鈷花狀合金粒子內(nèi)核，所述外殼為鈷單質(zhì)外殼。
[0008]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的一種優(yōu)選方案，所述第二金屬為鎳，所述花狀鉑合金粒子內(nèi)核為鉑鎳花狀合金粒子內(nèi)核，所述外殼為鎳單質(zhì)外殼。
[0009]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的一種優(yōu)選方案，所述第二金屬為鐵，所述花狀鉑合金粒子內(nèi)核為鉑鐵花狀合金粒子內(nèi)核，所述外殼為鐵單質(zhì)外殼。
[0010]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的一種優(yōu)選方案，所述鉑合金納米核殼立方體的尺寸為20nm?40nm ;所述外殼的厚度為2nm?5nm。
[0011]本發(fā)明還提供一種鉑合金納米核殼立方體的制備方法，所述的鉑合金納米核殼立方體的制備方法包括如下步驟:
[0012]I)在惰性氣體的保護(hù)下，將乙酰丙酮鉑、乙酰丙酮金屬化合物、烷基胺和烷基酸同時(shí)加入反應(yīng)容器中進(jìn)行均勻化處理，得到混合均勻的第一混合溶液；
[0013]2)將步驟I)得到的所述第一混合液迅速轉(zhuǎn)移到高溫油浴中，保溫預(yù)定時(shí)間后，通入還原氣體進(jìn)行反應(yīng)，得到黑色懸濁液；
[0014]3)將步驟2)得到的所述黑色懸濁液依次進(jìn)行有機(jī)溶劑清洗、磁分離及真空干燥，即得到鈾合金納米核殼立方體。
[0015]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟I)中，所述乙酰丙酮金屬化合物為乙酰丙酮鈷、乙酰丙酮鎳或乙酰丙酮鐵。
[0016]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟I)中，均勻化處理的溫度為100°C?150°C，均勻化處理的時(shí)間為5min?30min。
[0017]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟I)中，所述烷基胺為油胺、十二胺、十六胺等中的一種或幾種。
[0018]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟I)中，所述烷基酸為油酸、十八酸、月桂酸中的一種或幾種。
[0019]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟I)中，所述乙酰丙酮鉑與所述乙酰丙酮金屬化合物的摩爾比為1:4?1:2。
[0020]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟2)中，所述高溫油浴的溫度為220°C?235°C，所述預(yù)定時(shí)間為2min?8min。
[0021]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟2)中，所述還原氣體為一氧化碳，所述還原氣體的流速為100mL/min?300mL/min。
[0022]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟2)中，所述通入還原氣體進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間為20min?Ih。
[0023]作為本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟3)中，所述有機(jī)溶劑為乙醇、氯仿、正己烷、丙酮等中的一種或幾種。
[0024]本發(fā)明的鉑合金納米核殼立方體及其制備方法具有如下有益效果:鉑合金納米核殼立方體的核由花狀鉑合金粒子構(gòu)成，殼由鈷、鎳或鐵單質(zhì)構(gòu)成，分散性好，成分可控，有磁性，易于收集；本發(fā)明還提供了一種鉑合金納米核殼立方體的制備方法，采用一鍋法油胺體系，通過調(diào)控金屬前驅(qū)體的比例和反應(yīng)時(shí)間及溫度，得到組分不同的鉑合金納米核殼立方體，所用試劑無毒，方法簡單，易于操作。
【附圖說明】
[0025]圖1顯示為本發(fā)明實(shí)施例1中制備的鉑鈷納米核殼立方體粒子的??Μ圖。
[0026]圖2顯示為本發(fā)明實(shí)施例1中制備的鉑鈷納米核殼立方體粒子的高分辨TEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。下述實(shí)施例僅用以對(duì)本發(fā)明的具體說明，而不對(duì)本發(fā)明的范圍做任何限制，任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員可以輕易實(shí)現(xiàn)修改和變化均包括在本發(fā)明及所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
[0028]實(shí)施例1
[0029]稱取0.017mmol乙酰丙酮鉑和0.05mmol乙酰丙酮鈷放入三口燒瓶中，加入8ml的油胺和2mL油酸，在氬氣保護(hù)下于130°C加熱攪拌混合5min，得第一混合溶液A。將第一混合溶液A迅速轉(zhuǎn)移到225°C的油浴鍋中，溫度穩(wěn)定5min后，通入一氧化碳反應(yīng)30min，得到黑色懸濁液B。冷卻到室溫后用氯仿清洗三次，在60°C下真空干燥過夜，得到鉑鈷納米核殼立方體。
[0030]附圖1為制備的鉑鈷納米核殼立方體粒子的TEM圖，附圖2為制備的鉑鈷納米核殼立方體粒子的高分辨TEM圖，由圖1及圖2可知，得到的所述鉑鈷納米核殼立方體粒子粒徑大小在20?40nm，其中，由單質(zhì)鈷組成的殼層的厚度為2?5nm，所述鈾鈷納米核殼立方體分散性好，成分可控，有磁性，易于收集。
[0031]實(shí)施例2
[0032]稱取0.02mmol乙酰丙酮鉑和0.05mmol乙酰丙酮鈷放入三口燒瓶中，加入8ml的油胺和2mL油酸，在氬氣保護(hù)下于130°C加熱攪拌混合5min，得第一混合溶液A。將第一混合溶液A迅速轉(zhuǎn)移到220°C的油浴鍋中，溫度穩(wěn)定5min后，通入一氧化碳反應(yīng)30min，得到黑色懸濁液B。冷卻到室溫后用氯仿清洗三次，在60°C下真空干燥過夜，得到鉑鈷納米核殼立方體。本實(shí)施例中得到的所述鉑鈷納米核殼立方體與實(shí)施例1得到的所述鉑鈷納米核殼立方體具有相似的結(jié)構(gòu)形態(tài)及特性。
[0033]實(shí)施例3
[0034]稱取0.017mmol乙酰丙酮鉑和0.05mmol乙酰丙酮鈷放入三口燒瓶中，加入8ml的十八胺和2mL油酸，在氬氣保護(hù)下于140°C加熱攪拌混合5min，得第一混合溶液A。將第一混合溶液A迅速轉(zhuǎn)移到230°C的油浴鍋中，溫度穩(wěn)定5min后，通入一氧化碳反應(yīng)40min，得到黑色懸濁液B。冷卻到室溫后用氯仿清洗三次，在60°C下真空干燥過夜，得到鉑鈷納米核殼立方體。本實(shí)施例中得到的所述鉑鈷納米核殼立方體與實(shí)施例1得到的所述鉑鈷納米核殼立方體具有相似的結(jié)構(gòu)形態(tài)及特性。
[0035]實(shí)施例4
[0036]稱取0.017mmol乙酰丙酮鉑和0.05mmol乙酰丙酮鈷放入三口燒瓶中，加入8ml的油胺和2mL油酸，在氬氣保護(hù)下于150°C加熱攪拌混合5min，得第一混合溶液A。將第一混合溶液A迅速轉(zhuǎn)移到225°C的油浴鍋中，溫度穩(wěn)定5min后，通入一氧化碳反應(yīng)30min，得到黑色懸濁液B。冷卻到室溫后用氯仿清洗三次，在60°C下真空干燥過夜，得到鉑鈷納米核殼立方體。本實(shí)施例中得到的所述鉑鈷納米核殼立方體與實(shí)施例1得到的所述鉑鈷納米核殼立方體具有相似的結(jié)構(gòu)形態(tài)及特性。
[0037]實(shí)施例5
[0038]稱取0.01