[发明专利]一种中空十面体双金属纳米颗粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中空十面体双金属纳米颗粒及其制备方法。所述双金属纳米颗粒具有中空十面体的纳米结构，其中中空十面体结构包括十五条长度相等的棱，构成十个等边三角形，棱的长度为50纳米，直径为10纳米，还包括每一条棱上向外延伸生长的7个丘陵状突出部，所述突出部呈对称分布，其高度从大到小依次为7.2纳米，5.5纳米，3.5纳米，2纳米；所述双金属纳米颗粒组成成分包括均匀分布的铜和铂，其中铜和铂的重量比为1:1.88。所述双金属纳米颗粒的制备方法包括先将无水氯化铜、六水氯铂酸、氨基乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、氨基乙酸、和碘化钠溶解去离子水中，在4摄氏度环境下静置1小时后转移到高温高压釜中在设定的温度和压强下进行反应，然后离心分离和进行清洗和烘干。该方法可以精准控制，一步合成大量所述中空十面体铜铂双金属纳米颗粒，产率达到73%。

技术领域

本发明涉及一种一种中空十面体双金属纳米颗粒及其制备方法，具体是在高温高压条件下一步合成铜铂的双金属纳米颗粒，制备所得的铜铂双金属纳米颗粒具有独特的中空十面体结构。

背景技术

贵金属纳米颗粒在环境污染治理，燃料电池，精细化工的多相催化反应等领域扮演着极其重要的角色。然而贵金属在地壳中丰度较低，储量有限，如何在减少贵金属用量的同时，保持甚至提供贵金属的利用率意义重大。其中引人丰度较高的廉价过渡金属，组成双金属纳米颗粒是一种优秀的可行方案。双金属纳米颗粒具有二组分的共同能带，通过改变颗粒的表面电子分布及其几何结构，可以控制纳米颗粒的活性，选择性和稳定性。研究证明双金属纳米颗粒的活性不只和颗粒组分构成有关，更受到其纳米结构，表面形貌，大小等元素影响。如何精准的大量合成所需特定组成，特定大小和特定结构的双金属纳米颗粒是该领域的一个热点和难点。

发明内容

本发明的目的是制备一种具有中空十面体结构的铜铂双金属纳米颗粒。所述铜铂双金属纳米颗粒的特征在于具有大小一致的中空十面体的纳米结构，该中空十面体包括了十五条长度相等的棱，所有十五条棱中每三条相连和对应的棱构成一个等边三角形，一共构成十个等边三角形，整个十面体结构呈俯视五向对称和正视上下对称，所述棱的长度为50纳米，直径为10纳米，这里所述直径指的是棱的主干部分最窄部分的大小，所述棱还包括每一条棱上向外延伸生长的7个丘陵状突出部，所述7个丘陵状突出部以棱的中端为对称轴呈对称分布，其中位于所述棱中部的突出部较大，而位于所述棱两端末端部的突出部较小，由中部到两端的突出部大小逐渐变小，其高度从大到小依次为7.2纳米，5.5纳米，3.5纳米，2纳米；在这里，双金属纳米颗粒组成成分包括了均匀分布的铜元素和铂元素，其中铜元素和铂元素的重量比为1:1.88。

制备上述具有中空十面体结构的铜铂双金属纳米颗粒的方法为一种简易而且制备反应条件可以精准控制的高温高压水相反应。先将反应物包括无水氯化铜、六水氯铂酸、氨基乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、氨基乙酸、和碘化钠溶解去离子水中，在4摄氏度环境下静置1小时后转移到高温高压釜中在设定的温度和压强下进行反应，然后离心分离取出产物，进行清洗和烘干即可。这里各反应物的用量为0.269克无水氯化铜，1.036克六水氯铂酸，30毫升氨基乙醇，10克聚乙烯吡咯烷酮，15克氨基乙酸，30克碘化钠以及570毫升去离子水作为反应溶剂和物质输运载体。所述反应物在1000毫升的高温高压反应釜中，在搅拌下，先在35摄氏度和一个大气压的反应条件下反应20分钟，然后将压力增加到5个大气压，将温度升高至150摄氏度，继续反应20小时，反应结束后进行离心分离和清洗烘干，获得具有中空十面体结构的铜铂双金属纳米颗粒。以铂元素技术，该制备方法的产率达到73%。

附图说明

图1是本发明所述铜铂双金属纳米颗粒的中空十面体结构示意图（俯视）。

图2是本发明所述铜铂双金属纳米颗粒的中空十面体结构示意图（正视）。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。