本發(fā)明屬于無機化合物新材料制備技術領域，涉及一種形貌高度規(guī)則的非晶鈀系微米棒的制備方法，包含多孔棒狀和非多孔規(guī)則棒狀。

背景技術：

在人們的常規(guī)認識中，非晶結構材料由于其只在短程有序，而長程無序，無法生長為規(guī)則形貌。而近幾年人們通過模板法人為設計出特殊形貌且性能優(yōu)異的非晶結構微納米材料，證明形貌對于非晶結構的性能同樣具有選擇性。而對于非晶結構自生長為規(guī)則形貌，現(xiàn)在的研究只停留于利用表面活性劑限制其生長，最終得到球形結構。而對于非晶結構生長為具有各向異性的規(guī)則形貌，迄今為止未見報道。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對目前普遍認為非晶結構無法生長為規(guī)則形貌的難題，提供一種操作簡單、條件溫和的制備形貌高度規(guī)則的非晶鈀系微米棒的制備方法。

本發(fā)明首先提供一種形貌高度規(guī)則的非晶鈀系微米棒的制備方法，包括如下步驟：

第一步，室溫下將10～100μmol鈀鹽溶解在裝有20～50mL二甲亞砜的三口燒瓶中，得到混合均勻的淺黃色溶液；

第二步，將三口燒瓶置于已升溫完畢的90～140℃油浴中，攪拌保溫10～30min，至溶液變?yōu)槌燃t色，立即停止加熱，取出三口燒瓶；

第三步，使用離心機將固體沉淀從溶液中分離出，將固體沉淀用溶劑洗滌以除去多余的雜質，自然沉降或任意轉速離心獲得沉淀，將沉淀在30～50℃的烘箱中進行干燥，得到固體粉末，即本發(fā)明制備的形貌高度規(guī)則的多孔或非多孔狀非晶鈀系微米棒。

在本發(fā)明中，所述的鈀鹽包括PdCl₂、Pd(OAc)₂,、Pd(acac)₂、Pd(NO₃)₂或Na₂PdCl₄等任意可溶解于二甲亞砜中的任意一種。

在本發(fā)明中，所述的洗滌用溶劑包括乙醇、水、丙酮、正己烷等任意非酸性溶劑中的任意一種。

通過上述制備方法得到一種形貌高度規(guī)則的非晶鈀系微米棒，所述的非晶鈀系微米棒為多孔或無孔的六棱柱結構；所述的微米棒在體現(xiàn)非晶結構特征的同時，具有高度規(guī)則的形貌特征。其形貌特征包括：整體外觀呈標準六棱柱狀，任何兩個側面的夾角都是120°；其兩個頂面均由突出的三個菱形面拼成，每兩個菱形面的夾角都為120°，菱形鈍角為109°28＇。所述微米棒長3～5微米。

通過對上述制備方法中第二步的油浴溫度和保溫時間的調整控制，可以調整所述的六棱柱結構為多孔或無孔結構，所述的多孔是指在是指在所述的每個菱形面上都有一個孔洞，孔內為脈絡狀；六棱柱側面中間有凹陷痕跡；微米棒長4～12μm，六棱柱邊長1.5～6μm。每個孔洞深約1～4μm，直徑為0.5～2μm。

所述的無孔的六棱柱結構是指所述的每個菱形面以及每個側面都是平整表面；微米棒長3～5μm，六棱柱邊長0.8～3μm。

在本發(fā)明中，如果沒有特別地說明，所采用的溶液都是在常規(guī)條件下制備的，比如在室溫下將物質溶解在水溶液中制備得到的。

在本發(fā)明中，如果沒有特別地說明，所采用的裝置、儀器、設備、材料、工藝、方法、步驟、制備條件等都是本領域常規(guī)采用的或者本領域普通技術人員按照本領域常規(guī)采用的技術可以容易地獲得的。

本發(fā)明首次合成了具有規(guī)則形貌的非晶多孔狀/非多孔狀鈀系微米棒，該合成方法具有如下優(yōu)點：

1.條件溫和，得到的微米棒尺寸和形貌均一；

2.無任何表面活性劑輔助，合成方法簡單易行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明不同反應時間所得到的多孔狀微米棒產(chǎn)物到規(guī)則棒狀產(chǎn)物過渡的掃描電子顯微鏡圖像。

圖2為本發(fā)明所得到的多孔狀微米棒產(chǎn)物的側面視圖顯微鏡圖像。

圖3為本發(fā)明所得到的多孔狀微米棒產(chǎn)物的頂部視圖顯微鏡圖像。

圖4為本發(fā)明所得到的多孔狀微米棒產(chǎn)物的側面視圖和頂部視圖顯微鏡圖像。

圖5為本發(fā)明所得到的多孔狀微米棒產(chǎn)物的透射電子顯微鏡圖像和選區(qū)電子衍射花樣。

圖6為本發(fā)明所得到的非多孔狀微米棒產(chǎn)物的掃描電子顯微鏡圖像。

圖7為本發(fā)明所得到的非多孔狀微米棒產(chǎn)物的切片的明暗場像及選區(qū)電子衍射花樣。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例來具體地說明本發(fā)明的形貌規(guī)則非晶鈀系微米棒的制備方法，但應當理解，這些實施例僅僅用于闡述本發(fā)明，而并不以任何方式限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1：

多孔狀非晶鈀系微米棒的制備1：

室溫下將30μmol Pd(CH₃COO)₂溶解在裝有30mL二甲亞砜的三口燒瓶中，得到混合均勻的淺黃色溶液；而后將三口燒瓶置于已升溫完畢的110℃油浴中，攪拌加熱保溫約12min，待溶液恰好變?yōu)槌燃t色，迅速停止加熱，取出三口燒瓶；靜置使產(chǎn)物自然沉降后得到固體沉淀；用乙醇洗滌固體沉淀兩次，過濾出沉淀，將沉淀在50℃的烘箱中進行干燥，得到橙紅色固體粉末。

產(chǎn)物形貌及成分分析：

對制備得到的橙紅色固體粉末進行形貌分析，結果如圖2所示，所述橙紅色固體粉末的微觀產(chǎn)物為形貌高度規(guī)則的六棱柱狀結構的多孔微米棒，形貌均一，微米棒長8～12μm，六棱柱邊長2～3μm，所述六棱柱狀結構的兩個頂端有三個孔洞，分別位于三個菱形面上。所述三個菱形面拼成突出的四面體角，每兩個菱形面的夾角都為120°，每個菱形鈍角約為109°28＇，每個菱形中心有一孔洞。從頂視圖圖3可以看出，每個孔洞深約4μm，孔內部為脈絡狀，每個孔洞的形狀為直徑為1～2μm。

實施例2：

多孔狀非晶鈀系微米棒的制備2：

室溫下將30μmol Pd(acac)₂溶解在裝有20mL二甲亞砜的三口燒瓶中，得到混合均勻的淺黃色溶液；而后將三口燒瓶置于已升溫完畢的115℃油浴中，攪拌加熱約14min，待溶液恰好變?yōu)槌燃t色后繼續(xù)反應約2min，迅速停止加熱，取出三口燒瓶；將固體沉淀用丙酮洗滌以除去多余的雜質，用500r/min轉速離心5min，將沉淀在30℃的烘箱中進行干燥，得到橙紅色固體粉末。

產(chǎn)物形貌及成分分析：

對制備得到的橙紅色固體粉末進行形貌分析，結果如圖4所示，所述橙紅色固體粉末的微觀產(chǎn)物為形貌高度規(guī)則的六棱柱狀多孔微米棒，形貌均一，微米棒長4～8μm，六棱柱邊長1.5～2.5μm，所述六棱柱的兩個頂端各由突出的三個菱形面拼成，相鄰兩個菱形面的夾角都為120°，菱形鈍角約為109°28＇，每個菱形中心有一孔洞。從圖4所示的頂視圖可以看出，孔洞深約1μm，孔直徑為0.5～1μm，孔內部為脈絡狀，六棱柱側面中間有凹陷痕跡。從圖5可以看出襯度變化反映出兩端的孔洞結構。而選區(qū)電子衍射的彌散狀花樣確定了所述的六棱柱狀多孔微米棒為非晶結構。

實施例3：

非多孔狀非晶鈀系微米棒的制備：

室溫下將70μmol PdCl₂溶解在裝有40mL二甲亞砜的三口燒瓶中，得到混合均勻的淺黃色溶液；而后將三口燒瓶置于已升溫完畢的130℃油浴中，攪拌加熱約20min，溶液完全變?yōu)槌燃t色，停止加熱，取出三口燒瓶；使用離心機將固體沉淀從溶液中分離出，將固體沉淀用乙醇洗滌以除去多余的雜質，用2000r/min轉速離心3min，將沉淀在50℃的烘箱中進行干燥，得到橙紅色固體粉末。

產(chǎn)物形貌及成分分析：

對制備得到的橙紅色固體粉末進行形貌分析，結果如圖6所示，產(chǎn)物為形貌高度規(guī)則的六棱柱狀微米棒，形貌均一，微米棒長3～5μm，六棱柱邊長0.8～3μm，其兩個頂端各由突出的三個菱形面拼成，每兩個菱形面的夾角都為120°，菱形鈍角約為109°28＇，每個面都很平整。從圖7的橫截面切片的明暗場像及其電子衍射花樣確定了棒狀材料為非晶結構，且其內部也呈現(xiàn)為非晶特性。

圖1所示為應用本發(fā)明提供的制備方法制備得到的不同微觀結構的非晶微米棒結構，若控制反應時間，可以得到多孔或無孔的狀棒結構。多孔狀棒結構為規(guī)則棒狀產(chǎn)物的中間產(chǎn)物，其在棒的每個頂端的菱形面中會有深度約1微米的孔，兩端共計6個。隨著反應進程的推進，孔會逐漸填平，最終獲得無孔圖，具有光滑表面的規(guī)則棒狀材料。該反應進程的時間隨溫度升高而逐漸加快，以110℃為例，生成多孔棒狀時間約為12min，完全轉化為無孔規(guī)則棒狀時間約為17min，在此之后，材料一直維持本形貌，不再改變。