[发明专利]一种水相贵金属纳米颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，尤其是涉及贵金属纳米颗粒的制备方法。

背景技术

贵金属纳米颗粒在催化、医学、生物等领域得到广泛的应用，其晶粒尺寸小于100纳米，晶粒中位于晶界和表面的原子占了相当大的比例，具有大比表面积、高表面能、特异催化性和光催化性等特性。贵金属纳米材料与非纳米贵金属材料相比，其具有更好的催化性能，在催化剂制备科学中，贵金属纳米材料的制备已经得到人们的更多关注。

国内外已经发展了多种合成金属纳米颗粒的方法。如Elsayed M.A.在惰性气氛上，氢气还原金属铂离子得到单分散的铂纳米颗粒胶体溶液；Peng XQ等人以可溶性金属盐为原料、在甲苯溶剂中合成了金、铜等纳米粒子；李亚栋等人将金属离子溶液在碱金属氢氧化物、脂肪酸和有机极性溶剂的混合体系中反应得到金、银、钯、铂等纳米金属粒子；李灿等以水溶性高分子聚乙二醇为稳定剂，以醇类为还原剂，通过加入弱极性或非极性絮凝剂，在水/醇混合液中获得贵金属纳米粒子。这些方法都以有机溶剂为主，不是绿色化学方法，存在污染问题，有的还需要惰性气氛，制备工艺复杂。因此，开发一种水相反应、工艺简单、高质量贵金属纳米颗粒具有重要的实际价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种水相制备高质量贵金属纳米颗粒的方法。

本发明采用如下技术方案：

1、一种贵金属纳米颗粒的制备方法，以溴化钠为矿化剂，以聚乙烯吡咯烷酮PVP为表面活性剂和还原剂，贵金属离子在水热条件下还原反应生成纳米贵金属颗粒。

2、根据项1所述的制备方法，其特征在于，所述的贵金属为铂、钯等。

3、根据项1所述的制备方法，其特征在于，贵金属离子选用无机盐，如氯化钯PdCl₂、氯亚铂酸钾K₂PtCl₄；PVP的平均分子量范围为8000-40000。

4、根据项1所述的制备方法，其特征在于，水热反应的温度控制在120-200摄氏度，反应时间控制在1-20小时内。

5、根据项1所述的制备方法，其特征在于，生成的纳米颗粒通过离心分离或加入不良溶剂析出，并通过洗涤除去杂质。

与现有技术相比，本发明为水相反应，制备工艺简单，制备的贵金属纳米颗粒为结晶态、纯度高、分散度好、粒径分布窄(平均粒径为4-10nm)、易于收集。本发明可用于催化、医学、生物等领域。

附图说明

图1为平均粒径为5nm的钯颗粒的粉末X射线衍射图(下)和钯金属模拟的粉末X射线衍射图(上)。

图2为平均粒径为5nm的钯颗粒的透射电子显微照片。

图3为平均粒径为4nm的铂颗粒的粉末X射线衍射图(下)和铂金属模拟的粉末X射线衍射图(上)。

图4为平均粒径为4nm的铂颗粒的透射电子显微照片。

具体实施方式

实例1：把10.0mg氯化钯、50.0mg溴化钠、60.0mg聚乙烯吡咯烷酮(MW 8000)溶于15.0ml去离子水中，搅拌均匀，置于40ml的不锈钢耐压反应釜中，在180℃反应10小时后，所得沉淀经离心分离，用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥后得到黑色粉末。如图1所示产物经X射线粉末衍射分析为金属钯(20度左右的大峰为载物玻片的背景)，图2可知其为粒径分布窄、分散度好的纳米钯颗粒，平均粒径为5nm。

实例2：把20.0mg氯亚铂酸钾、50.0mg溴化钠、60.0mg聚乙烯吡咯烷酮(MW 8000)溶于15.0ml去离子水中，搅拌均匀，置于40ml的不锈钢耐压反应釜中，在180℃反应20小时后，所得沉淀经离心分离，用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥后得到黑色粉末。如图3所示产物经X射线粉末衍射分析为金属铂，如图4可知其为粒径分布窄、分散度好的纳米铂颗粒，平均粒径为4nm。

实例3：把10.0mg氯化钯、50.0mg溴化钠、60.0mg聚乙烯吡咯烷酮(MW 10000)溶于15.0ml去离子水中，搅拌均匀，置于40ml的不锈钢耐压反应釜中，在200℃反应20小时后，所得沉淀经离心分离，用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥后得到黑色粉末。经分析其为金属钯纳米颗粒，平均粒径为6nm。