CN103331453B - 一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法 - Google Patents

一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法。将一定量聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解至无水乙醇中，再加入分析纯的二价锡盐，室温下搅拌混合均匀备用；将一定量贵金属盐溶液加到上述无水乙醇混合液后，逐滴加入氢氧化钠溶液，室温下搅拌24？h，得到不同的悬浊液，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放入60℃烘箱里干燥12？h，即制得贵金属/二氧化锡纳米复合物。本发明原料来源丰富，成本低，采用一步化学方法即可制得所需的产物。制得的贵金属/二氧化锡纳米复合物，其贵金属纳米颗粒在氧化锡上的负载量较大，颗粒粒径小，分散均匀。

Description

一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的简易制备方法，尤其涉及一种M/SnO2(M=Au, Pt, Pd, Ag)纳米复合物的简易制备方法。
背景技术
纳米材料以其高表面活性、独特的光、电、磁性能以及极小的空间三维结构，适应了当前元器件的超微化、高密度集成、低能耗等发展趋势，而金属氧化物半导体纳米材料是纳米材料的一个重要组成部分，科学家们研究了各种方法合成各种形貌的金属氧化物半导体纳米材料。
氧化锡以其优异的光电性质以及高灵敏的气敏性质一直被认为是金属氧化物中最有应用前景的功能材料之一，是典型的n型宽禁带直接半导体，它具有较大的比表面积，可应用于气敏、锂离子电池、光催化、太阳能电池等各个领域。
目前已有大量研究关于制备各种形貌的氧化锡纳米材料，但研究金属/氧化锡纳米复合材料的较少。而负载在氧化锡纳米材料里的金属纳米颗粒，尤其是贵金属纳米颗粒有利于加速电子转移，增强其导电性以及催化活性。另外，将金属纳米颗粒负载在氧化锡纳米材料表面，能够提高金属纳米粒的稳定性并降低贵金属的用量。
发明内容
本发明目的在于提供一种低成本，操作简单的方法制得M/SnO2 (M=Au, Pt, Pd, Ag)纳米复合物的简易方法。
本发明用二价锡盐，无水乙醇，氢氧化钠和不同的贵金属盐作为起始原料,将上述四种原料以一定比例混合，二价锡盐与贵金属盐的摩尔数比在20：1到40:1范围内，无水乙醇和氢氧化钠水溶液的体积比为2:1，在室温下匀速搅拌24小时，得到不同的悬浊液，用无水乙醇反复清洗4-5次，直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属纳米粒均匀分布的贵金属/二氧化锡纳米复合物，二氧化锡纳米球的平均粒径为50nm-80nm。
所述的贵金属可以是：金Au、 铂Pt、 钯Pd、银Ag。
所述的二价锡盐可以是：二水合氯化亚锡SnCl2·2H2O、氟化亚锡SnF2、硫酸亚锡SnSO4。
具体步骤为：
1.0 g 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶解到40 mL 无水乙醇中完全溶解后，加入一定量分析纯的二价锡盐，室温下搅拌混合均匀备用；
分别将一定量氯金酸（HAuCl4），氯铂酸钾（K2PtCl4），氯化钯（PdCl2）和硝酸银（AgNO3）溶液加到上述混合液中；
搅匀后，逐滴加入20 mL NaOH溶液, 室温下搅拌24小时，得到不同的悬浊液；
将得到的悬浊液用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放入烘箱在60℃下干燥12小时即制得M/SnO2(M=Au, Pt, Pd, Ag)纳米复合物。
本发明用一种低成本，工艺控制过程简单的方法制得M/SnO2(M=Au, Pt, Pd, Ag)纳米复合物。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的Au/SnO2纳米复合物的TEM图。
图2为本发明实施例1制得的Au/SnO2纳米复合物的XRD图。
图3为本发明实施例2制得的Pt/SnO2纳米复合物的TEM图。
图4为本发明实施例2制得的Pt/SnO2纳米复合物的XRD图。
图5为本发明实施例3制得的Pd/SnO2纳米复合物的TEM图。
图6为本发明实施例3制得的Pd/SnO2纳米复合物的XRD图。
图7为本发明实施例4制得的Au/SnO2纳米复合物的TEM图。
图8为本发明实施例4制得的Au/SnO2纳米复合物的XRD图。
具体实施方式
实施例1：
1.0 g PVP和1 mmol SnCl2·2H2O溶于40 mL无水乙醇中，加1 mL HAuCl4溶液(1wt%)，混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Au纳米粒均匀分布的金属Au和SnO2纳米复合材料。产物的TEM图见图1，Au纳米粒均匀附着在SnO2上。XRD图见图2，图上可以看到Au和SnO2的特征峰，进一步证实得到Au/SnO2纳米复合物。
实施例2：
1.0 g PVP和1 mmol SnCl2·2H2O溶于40 mL无水乙醇中，加1 mL K2PtCl4溶液(1wt%)，混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Pt纳米粒均匀分布的金属Pt和SnO2纳米复合材料。产物的TEM图见图3，图中Pt纳米粒较小，负载量较少。XRD图见图4，图上可以看到Pt和SnO2的特征峰，进一步证实得到Pt/SnO2纳米复合物。
实施例3：
1.0 g PVP和1 mmol SnCl2·2H2O溶于40 mL无水乙醇中，加1 mL PdCl2溶液(1wt%)，混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Pd纳米粒均匀分布的金属Pd和SnO2纳米复合材料。产物的TEM图见图5，图中Pd纳米粒较小，负载量一般。XRD图见图6，图上可以看到Pd和SnO2的特征峰，进一步证实得到Pd/SnO2纳米复合物。
实施例4：
1.0 g PVP和1 mmol SnSO4溶于40 mL无水乙醇中后，加1.5 mL HAuCl4溶液(1wt%)，混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Au纳米粒均匀分布的金属Au和SnO2纳米复合材料。产物的TEM图见图7，图中Au和SnO2的粒径比实施例1得到的大，Au纳米粒均匀附着在SnO2上，且负载量较大。XRD图见图8，图上可以看到Au和SnO2的特征峰，进一步证实得到Au/SnO2纳米复合物。
由以上几个实施例和附图可以看出，该发明提出的制备方法简单易操作，变通性强，只需要更换贵金属盐即可得到不同贵金属与氧化锡复合的纳米材料，且反应物廉价易得，大大拓展了该方法的应用范围；得到的产物中贵金属和氧化锡的大小都较为均一，负载量较多，且负载量只需通过调整加入贵金属盐的量就能控制，可见该方法很有灵活性。

Claims (2)

1.一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法，其特征包括以下步骤：
将一定量表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和一定量的二价锡盐溶于一定体积的无水乙醇中，后将一定量的贵金属盐水溶液加入上述溶液中，最后往该溶液中加入一定体积的氢氧化钠水溶液，搅拌混合均匀；其中，二价锡盐与贵金属盐的摩尔数比在20：1到40:1范围内，无水乙醇和氢氧化钠水溶液的体积比为2:1；反应体系中聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的浓度比例为1.0 g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和1 mmol二价锡盐溶于40 mL无水乙醇中后，加1 mL 贵金属盐水溶液（1wt%）；
在室温下匀速搅拌24小时，得到不同的悬浊液；
用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净；
放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得贵金属纳米粒均匀分布的纳米复合物。
2.根据权利要求1所述的一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法，其特征是：所述的二价锡盐是SnCl2·2H2O，所述的贵金属盐是HAuCl4溶液（1wt%）；
按以下比例，1.0 g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和1 mmol SnCl2·2H2O溶于40 mL无水乙醇中后，加1 mL HAuCl4溶液（1wt%），混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Au纳米粒均匀分布的金属Au和SnO2纳米复合材料。
3、根据权利要求1所述的一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法，其特征是：所述的二价锡盐是SnCl2·2H2O，所述的贵金属盐是K2PtCl4溶液（1wt%）；
按以下比例，1.0 g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和1 mmol SnCl2·2H2O溶于40 mL无水乙醇中后，加1 mL K2PtCl4溶液（1wt%），混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Pt纳米粒均匀分布的金属Pt和SnO2纳米复合材料。
4、根据权利要求1所述的一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法，其特征是：所述的二价锡盐是SnCl2·2H2O，所述的贵金属盐是PdCl2溶液（1wt%）；
按以下比例，1.0 g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和1 mmol SnCl2·2H2O溶于40 mL无水乙醇中后，加1 mL PdCl2溶液（1wt%），混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Pd纳米粒均匀分布的金属Pd和SnO2纳米复合材料。
5、根据权利要求1所述的一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法，其特征是：所述的二价锡盐是SnF2，所述的贵金属盐是AgNO3溶液（1wt%）；
按以下比例，1.0 g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和1 mmol SnF2溶于40 mL无水乙醇中后，加1 mL AgNO3溶液（1wt%），混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Ag纳米粒均匀分布的金属Ag和SnO2纳米复合材料。
6、根据权利要求1所述的一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法，其特征是：所述的二价锡盐是SnSO4，所述的贵金属盐是HAuCl4溶液（1wt%）；
按以下比例，1.0 g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和1 mmol SnSO4溶于40 mL无水乙醇中后，加1 mL HAuCl4溶液（1wt%），混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Au纳米粒均匀分布的金属Au和SnO2纳米复合材料。
7、根据权利要求1所述的一种贵金属/二氧化锡纳米复合物的制备方法，其特征是：所述的二价锡盐是SnF2，所述的贵金属盐是HAuCl4溶液（1wt%）；
按以下比例，1.0 g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和1 mmol SnF2溶于40 mL无水乙醇中后，加1 mL HAuCl4溶液（1wt%），混合均匀后，再往该溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，室温下搅拌24 h后，用无水乙醇反复清洗4-5次直至将表面活性剂PVP洗净，放在干燥箱内在温度60℃下干燥12小时，即制得金属Au纳米粒均匀分布的金属Au和SnO2纳米复合材料。
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