[发明专利]一种亚纳米材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种亚纳米材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将本体材料、球磨球和助磨材料A进行一次球磨后，向球磨体系中加入助磨材料B进行二次球磨，得到球磨产物；(2)将所述球磨产物与溶剂混合，超声得到所述亚纳米材料；其中，所述助磨材料A的平均粒径大于所述助磨材料B的平均粒径。所述制备方法是一种自上而下的制备策略，通过球磨和超声两种物理方法的协同作用，对本体材料进行有效地破碎，最终得到粒径均一的亚纳米材料；该方法具有高效环保、操作简单和成本低廉等优点，适用于大规模生产，具有良好的应用前景；同时，采用该方法制备的亚纳米材料纯度高，分散性好，收率可达18％，粒径均一，尺寸大小可控。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种亚纳米材料及其制备方法。

背景技术

自纳米科学与技术从上个世纪末兴起以来，纳米科技已经取得了长足的发展。纳米材料表现出了不同于块体材料的纳米效应，包括表面/边缘效应和量子限域效应等等。由于纳米材料独特的物理和化学性能，使其在光学、光电子学、能源与催化、探测与传感、生物治疗和环境治理等领域有着广泛的应用。

特征尺寸对于纳米材料的性质和功能有着决定性的作用。随着纳米材料在无限小的方向不断发展，亚纳米材料逐渐引起了人们极大的兴趣。目前，用于制备亚纳米材料的方法主要是自下而上法。自下而上法主要是通过溶液合成的方式制备亚纳米材料，如单原子催化剂或化学团簇等。例如CN101502880B公布一种亚纳米金团簇分子的制备方法，以氯金酸为原料，合成金纳米晶体溶液与有机胺溶液反应得到亚纳米金团簇分子。CN106861684B公布了一种氧化钛负载的亚纳米铑催化剂，该亚纳米催化剂采用沉积沉淀法制备，将铑前驱体水溶液在搅拌条件下逐滴加入到氧化钛载体悬浊液中，经过反应和一系列后处理得到。

CN108315771B公布了一种亚纳米尺寸铜粒子电催化剂的电化学制备方法，该方法包括通过对石墨箔片进行前处理得到掺杂有氮硫的石墨箔；将掺杂有氮硫的石墨箔作为工作电极，铂片作为对电极，银/氯化银作为参比电极，通过电化学沉积得到不同尺寸的亚纳米铜粒子。CN110152656A公布了一种亚纳米尺寸铂-金合金助催化剂的制备方法，通过经典水热法来制备主催化剂锐钛矿型二氧化钛纳米片，然后通过高分子配体辅助担载方法制备亚纳米尺寸铂-金合金助催化剂担载二氧化钛光催化剂。

然而，使用自下而上的方法制备亚纳米材料时，化学合成过程中的原料难以实现100％的转化，得到的亚纳米材料中不可避免的存在未反应完全的原料化合物，或负载了各种表面活性剂，导致亚纳米材料纯度较低，纯化工艺复杂，无法满足亚纳米材料的大规模制备和高性能应用需求。

因此，亟需研究一种简单、高效且低成本的，制备高纯度亚纳米材料的通用型方法，从而加速其工业化进程。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种亚纳米材料及其制备方法。本发明通过球磨和超声两种物理方法的协同作用，对本体材料进行有效地破碎，最终得到粒径均一的亚纳米材料；该方法具有高效环保、操作简单和成本低廉等优点，适用于大规模生产，具有良好的应用前景；同时，采用该方法制备的亚纳米材料纯度高，分散性好，收率可达18％，粒径均一，尺寸大小可控。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种亚纳米材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将本体材料、球磨球和助磨材料A进行一次球磨后，向球磨体系中加入助磨材料B进行二次球磨，得到球磨产物；

(2)将所述球磨产物与溶剂混合，超声得到所述亚纳米材料；

其中，所述助磨材料A的平均粒径大于所述助磨材料B的平均粒径。