[发明专利]一种Au/NiSx

说明书

本发明公开了一种Au/NiS_x鸡蛋壳结构纳米颗粒，属于纳米材料领域。该纳米颗粒为立方相Au核与菱形相Ni₃S₂或立方相Ni₃S₄壳层构成。该纳米颗粒的制备方法是原位转化法，以事先合成的Au‑Ni二聚体结构为前驱体，添加1‑十二硫醇，将Au‑Ni二聚体结构原位转化为Au/NiS_x鸡蛋壳结构。该方法提供了一条简单有效制备新颖的贵金属‑过渡金属硫化物鸡蛋壳结构纳米材料的途径，操作简单；所得到的Au/NiS_x鸡蛋壳结构纳米结构具有单晶壳层，其优异析氢催化性能为其在高效电解水的应用中提供良好基础，可以广泛用于催化剂、超级电容器等领域。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，涉及贵金属-过渡金属硫化物复合纳米材料，具体涉及一种Au/NiS_x鸡蛋壳结构的纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

纳米材料研究目前是科学研究的热点。纳米材料，相较于其块体材料，由于小尺寸效应、表面效应等，具有更为丰富和优良的物理化学性质，在催化、能源转换与存储、纳米光学、光电子学以及医学诊断等诸多研究领域都有十分重要的应用前景。但是，随着科学技术的进步，单组份的纳米材料在性能上难以满足多功能化以及智能化的实际需要。为此，在纳米、原子尺度上对以纳米材料为基础的复合结构颗粒的微结构和组份进行设计和制备是当前研究的重要方向。

贵金属-过渡金属硫化物复合结构纳米材料由于金属与硫化物间协同作用的存在，可以实现对材料特定性能的定向优化，拓宽其应用领域，在电子学、催化、能源等诸多领域有重要应用，吸引了广大科学家的研究兴趣。金属与硫化物间的协同作用与其界面紧密相关。鸡蛋壳结构纳米材料具有可控的表面、界面以及独特的空心结构，被认为是最有前途的复合结构之一。贵金属-过渡金属硫化物鸡蛋壳结构不仅拓宽了半导体物理以及纳米技术的研究范畴，而且由于其增强的物理化学性能，为纳米材料器件化提供了基础。

目前使用的合成贵金属-过渡金属硫化物鸡蛋壳结构纳米颗粒的方法主要有“化学刻蚀法”、“离子转换法”等方法。化学刻蚀法通过事先合成的金属-半导体复合结构，使用化学试剂刻蚀复合材料，在其内部形成空心结构得到鸡蛋壳结构复合材料。离子转换法通过事先制备出特定结构和组分的金属-半导体复合材料，使用目标阴离子或阳离子与事先制备出的材料的阴离子或阳离子交换得到目标产物。

传统贵金属-过渡金属硫化物鸡蛋壳结构纳米材料的制备方法存在着制备体系复杂、步骤繁琐、条件要求较为苛刻等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供Au/NiS_x鸡蛋壳纳米颗粒的制备方法，该制备方法克服了现有技术所需工艺体系复杂、步骤繁琐、条件要求较为苛刻等不足。本发明的另一目的在于提供一种纳米颗粒具有良好的均匀性、稳定性和性能的贵金属-过渡金属硫化物异质结构纳米材料；即Au/NiS_x鸡蛋壳纳米颗粒。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种Au/NiS_x鸡蛋壳结构纳米颗粒，其中，为立方相Au与菱形相Ni₃S₂或立方相Ni₃S₄，镍金原子比例为95:5～85:15，Au/NiS_x鸡蛋壳纳米结构的直径在20nm～30nm，Au核直径为5nm～10nm，Au核与NiS_x壳层之间有空心，Au核与NiS_x壳层有部分界面接触。

一种如上所述Au/NiS_x鸡蛋壳结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于，该方法包括：

(1)制备Au纳米颗粒：利用油胺溶液作为溶剂，加入氯金酸溶液，反应后获得含Au纳米颗粒的油胺溶液；