專利名稱：一種制備原子尺度貴金屬納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種原子尺度的貴金屬粒子穩(wěn)定膠體懸浮液的制備方法。
背景技術(shù)：
貴金屬納米材料是納米材料的一個重要組成部分，具有自己獨特的性能，在光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)和力學(xué)等性質(zhì)上與傳統(tǒng)貴金屬材料有很大差異，由于其將貴金屬獨特的物理化學(xué)性質(zhì)與納米材料的特殊性能有機(jī)地結(jié)合起來，在異相催化、燃料電池、化學(xué)生物傳感等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，得到了越來越廣泛的重視。Georgakilas V等人已發(fā)現(xiàn)I IOnm貴金屬納米材料具有新的電子及催化性能[Journal of MaterialsChemistry, 2007，17:2679-2694]。但是,貴金屬納米粒子由于高的表面能在無表面活性劑存在下容易團(tuán)聚，采用以上方法得到的貴金屬納米粒子在制備和儲藏的過程中必須有穩(wěn)定劑和絮凝劑，而添加表面活性劑又影響其性能，粒徑越小團(tuán)聚現(xiàn)象越明顯。眾所周知，貴金屬價格昂貴，國內(nèi)外對貴金屬納米材料的研究，集中在低貴金屬用量下高活性和高穩(wěn)定性能的獲取，因此制備高分散貴小粒徑的金屬納米粒子懸浮液對于工業(yè)是非常受關(guān)注的。本發(fā)明用氯鉬酸、氯鈀酸原料，以聚乙二醇/乙二醇混合液為溶劑，還原劑，分散劑，采用微波輔助加熱法制備高分散貴金屬納米粒子懸浮液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、能避免貴金屬納米粒子團(tuán)聚且粒徑小的貴金屬粒子穩(wěn)定膠體懸浮液的制備方法。一種制備原子尺度貴金屬納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液的方法，按照下述步驟進(jìn)行:
(1)稱取氯鈀酸置于體積比為1-3:1聚乙二醇/乙二醇混合液中超聲分散，氯鈀酸:(聚乙二醇/乙二醇)=0.05:100-0.08:100 (g/mL)得到黃色的氯鉬酸溶液；
(2)在磁力攪拌下逐滴加入氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)pH為9-11,攪拌30min后轉(zhuǎn)移至500mL的燒杯中；
(3)將上述混合液轉(zhuǎn)移至微波爐中，于140°C反應(yīng)3min；
(4)反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌10次，然后分散在無水乙醇中，即得鈀納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液。本發(fā)明所制備的貴金屬納米粒子，晶化完全，納米平均粒徑I nm，形貌規(guī)則，分散性好。本發(fā)明提供的方法具有以下優(yōu)點:制備貴金屬納米粒子粒徑達(dá)到原子尺度，并且分散均勻無團(tuán)聚。由于不需添加其它穩(wěn)定劑和絮凝劑，所以操作也是綠色環(huán)保的。


圖1為所制備納米鈀的XRD衍射譜圖，圖中衍射峰分別為鈀的特征衍射峰。圖2為體系pH為9.5所制備納米鈀的透射電鏡照片。
圖3為體系pH為9.5所制備納米鉬的透射電鏡照片。圖4為體系pH為9.5所制備納米鉬的高清透射電鏡照片。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施實例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實例I
稱取0.0500g氯鈀酸置于IOOmL聚乙二醇/乙二醇體積比為1:1混合液中超聲分散，得到黃色的氯鈀酸溶液，在磁力攪拌下逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH在9，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至500mL的燒杯中，于微波爐中140°C加熱3 min。反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌10次，然后分散在無水乙醇中，即得鈀納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液。產(chǎn)品經(jīng)原子力顯微鏡分析，粒徑在1-3納米，平均粒徑2納米，長期放置不團(tuán)聚。如圖1，XRD圖中衍射峰分別為鈀的特征衍射峰，沒有雜質(zhì)，且晶化完全。實例2
稱取0.0SOOg氯鈀酸置于IOOmL聚乙二醇/乙二醇體積比為1:1混合液中超聲分散，得到黃色的氯鉬酸溶液，在磁力攪拌下逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH在9.5，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至500mL的燒杯中，于微波爐中140°C加熱3 min。反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫,所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌10次，然后分散在無水乙醇中，即得鈀納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液。產(chǎn)品經(jīng)原子力顯微鏡分析，粒徑在0.5-2納米，平均粒徑I納米，長期放置不團(tuán)聚。如圖2，為體系pH為9.5，聚乙二醇/乙二醇體積比為1:1所制備鈀納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液的透射電鏡照片。實例3
稱取0.0500g氯鉬酸置于IOOmL聚乙二醇/乙二醇體積比為1:1混合液中超聲分散，得到黃色的氯鉬酸溶液，在磁力攪拌下逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH在9.5，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至500mL的燒杯中，于微波爐中140°C加熱3 min。反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌10次，然后分散在無水乙醇中，即得鉬納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液。產(chǎn)品經(jīng)原子力顯微鏡分析，粒徑在1-3納米，平均粒徑1.5納米。如圖3，為體系pH為9.5，聚乙二醇/乙二醇體積比為1:1所制備鉬納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液的透射電鏡照片，圖4為為體系pH為9.5，聚乙二醇/乙二醇體積比為1:1所制備鉬納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液的高清透射電鏡照片。實例4
稱取0.0SOOg氯鉬酸置于IOOmL聚乙二醇/乙二醇體積比為2:1混合液中超聲分散，得到黃色的氯鉬酸溶液，在磁力攪拌下逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH在10，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至500mL的燒杯中，于微波爐中140°C加熱3 min。反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌10次，然后分散在無水乙醇中，即得鉬納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液。產(chǎn)品經(jīng)原子力顯微鏡分析，粒徑在1-3納米，平均粒徑2納米，長期放置不團(tuán)聚。實例5
稱取0.0600g氯鈀酸置于IOOmL聚乙二醇/乙二醇體積比為2:1混合液中超聲分散，得到黃色的氯鈀酸溶液，在磁力攪拌下逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH在11，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至500mL的燒杯中，于微波爐中140°C加熱3 min。反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌10次，然后分散在無水乙醇中，即得鈀納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液。產(chǎn)品經(jīng)原子力顯微鏡分析，粒徑在2-4納米，平均粒徑3納米。實例6
稱取0.0500g氯鈀酸置于IOOmL聚乙二醇/乙二醇體積比為3:1混合液中超聲分散，得到黃色的氯鈀酸溶液，在磁力攪拌下逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH在9.5，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至500mL的燒杯中，于微波爐中140°C加熱3 min。反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌10次，然后分散在無水乙醇中，即得鈀納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液。產(chǎn)品經(jīng)原子力顯微鏡分析，粒徑在1-3納米，平均粒徑1.5納米。實例7
稱取0.0SOOg氯鈀酸置于IOOmL聚乙二醇/乙二醇體積比為2:1混合液中超聲分散，得到黃色的氯鈀酸溶液，在磁力攪拌下逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH在11，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至500mL的燒杯中，于微波爐中140°C加熱3 min。反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌10次，然后分散在無水乙醇中，即得鈀納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液。產(chǎn)品經(jīng)原子力顯微鏡分析，粒徑在5-8納米，平均粒徑7納米。
權(quán)利要求
1.一種制備原子尺度貴金屬納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液的方法，按照下述步驟進(jìn)行: (1)稱取氯鈀酸置于體積比為1-3:1聚乙二醇/乙二醇混合液中超聲分散，氯鈀酸:(聚乙二醇/乙二醇)=0.05:100-0.08:100 (g/mL)得到黃色的氯鉬酸溶液； (2)在磁力攪拌下逐滴加入氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)pH為9-11,攪拌30min后轉(zhuǎn)移至500mL的燒杯中； (3)將上述混合液轉(zhuǎn)移至微波爐中，于140°C反應(yīng)3min； (4)反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌10次，然后分散在無水乙醇中，即得鈀納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備原子尺度貴金屬納米粒子穩(wěn)定膠體懸浮液的方法，以聚乙二醇和乙二醇混合溶劑作為穩(wěn)定劑、還原劑和溶劑，采用貴金屬的含鹵酸為金屬源，氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系pH值，于微波反應(yīng)器中140℃反應(yīng)3分鐘，得到反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物用6號砂芯漏斗抽濾，無水乙醇和去離子水交替洗滌十次后分散在乙醇溶液中，分散液可以長時間放置無絮凝，無團(tuán)聚。本發(fā)明所用的試劑常用，合成步驟簡單、低成本、無污染、易于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，無表面活性劑及額外的還原劑的添加，合成的產(chǎn)品粒徑在原子尺度(1nm)、分散均勻、長期放置無團(tuán)聚現(xiàn)象。
文檔編號B22F9/24GK103084582SQ201310006199
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者謝吉民, 章明美, 孫倩, 閆早學(xué), 陳敏, 荊俊杰 申請人:江蘇大學(xué)