CN103468997B - 一种银钯双金属合金纳米材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种银钯双金属合金纳米材料的制备方法，涉及一种双金属合金纳米材料。包括以下步骤：1）将植物叶干燥、粉碎成粉末备用；2）在植物叶粉末中加入水，再置于摇床中振荡，过滤，得植物叶提取液；3）配制硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液；4）将步骤2）所得植物叶提取液和步骤3）所得硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液混合，使得硝酸银和硝酸钯混合溶液的浓度为0.25～0.5mM，反应后即得银钯双金属合金纳米材料。工艺简单，无需添加除硝酸银和硝酸钯以外的其它化学试剂，反应条件温和，合成的银钯双金属合金在水溶液中分散性良好、稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种双金属合金纳米材料，尤其是涉及一种银钯双金属合金纳米材料的制备方法。
背景技术
近20年来，纳米科学与技术迅速兴起并发展成为多学科交叉的前沿领域，主要包括纳米材料、纳米结构、纳米电子学等重要研究方向。其中，纳米材料的制备是关键，通常纳米材料的制备方法有物理法、化学法和生物法。相对于比较传统的物理法和化学法，生物法制备纳米颗粒材料不需要添加除前驱体外的化学试剂，因此是绿色环境友好型的合成方法。生物法通常分为微生物法和植物法，植物法避免了微生物培养周期长和步骤繁琐的缺点，直接用植物的果实、杆和叶子等的提取液作为制备贵金属纳米材料的还原剂和保护剂，因此得到了广泛的关注。
Gardea-Torresdey等在1999年首次报道了利用植物生物质来吸附溶液中的Au(III)，并将其还原为金单质（Journal of Nanoparticle Research.1999,1(3):397.）此后，植物还原法制备作为一种新兴的贵金属纳米材料的制备方法，受到了人们的广泛关注。关于植物还原法制备单金属贵金属纳米颗粒的研究已经比较成熟，已经形成了一套成熟的技术路线，同时又有相当多的研究学者也对其反映工艺条件作了详细的研究。然而，由于植物提取液对不同金属离子的还原速率不同，研究者普遍认为植物法合成双金属纳米材料是比较困难的。目前植物还原法制备双金属纳米材料仍然处于起步阶段，较多的研究是关于金银双金属纳米颗粒的合成，如Sheny（Spectrochimica Acta Part A.79(1):254-262.）、Samiran Monda（Colloids and SurfacesB.2011,82(2):497-504.）、Zhang（RSC Advances.2013，3(6):1878-1884.）等，其它双金属纳米材料Au-Pd（Materials Letters.65(19):2989-2991.）、Ni-Ti（Optical Materials.29(1):95-99.）、Eu-Au（Langmuir.2003,19(14):5882-5886.）、Pt-Pd（Journal of Nanoscience andNanotechnology.2009,9(3):1935-1941.）等。到目前为止，国内外还没有利用植物还原法来合成银钯双金属纳米材料的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种银钯双金属合金纳米材料的制备方法。
本发明包括以下步骤：
1）将植物叶干燥、粉碎成粉末备用；
2）在植物叶粉末中加入水，再置于摇床中振荡，过滤，得植物叶提取液；
3）配制硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液；
4）将步骤2）所得植物叶提取液和步骤3）所得硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液混合，使得硝酸银和硝酸钯混合溶液的浓度为0.25～0.5mM，反应后即得银钯双金属合金纳米材料。
在步骤1）中，所述植物叶可采用侧柏叶等。
在步骤2）中，所述植物叶粉末与水的质量比可为1∶100；所述振荡的条件可在30℃，150rpm下振荡2h；所述植物叶提取液的浓度可为10g/L。
在步骤3）中，所述硝酸银水溶液的摩尔浓度可为2.0mM，所述硝酸钯水溶液的摩尔浓度可为2.0mM。
在步骤4）中，所述步骤2）所得植物叶提取液和步骤3）所得硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液的体积比可为1∶1；所述硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液的摩尔比可为1∶（0.3～3）；所述反应的温度可为30～90℃，反应的时间可为60～180min；植物叶提取液在反应过程中充当还原剂和保护剂，将硝酸银和硝酸钯还原为银钯双金属合金。
本发明工艺简单，无需添加除硝酸银和硝酸钯以外的其它化学试剂，反应条件温和，合成的银钯双金属合金在水溶液中分散性良好、稳定性高。因此，用植物还原法来合成银钯双金属合金纳米材料是一种既简便快捷又经济环保的制备方法。由于双金属合金纳米材料相对于单金属纳米材料而言，在磁学、光学、电子、催化应用方面等具有更多新的特性，因此植物还原法合成银钯双金属合金纳米材料具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的银钯双金属合金溶胶的UV-vis图。在图1中，横坐标为波长(nm)，纵坐标为吸收强度；曲线a为Ag溶胶，曲线b为Pd溶胶，曲线c为Ag和Pd溶胶物理混合，曲线d为AgPd双金属合金溶胶。
图2为本发明实施例1制备的银钯双金属合金溶胶的TEM元素面扫图。在图2中，标尺为20nm；(A)金钯纳米颗粒的STEM图片；(B)银元素的元素面扫图；(C)钯元素的元素面扫图。
图3为本发明实施例1制备的银钯双金属合金溶胶的TEM元素线扫图。在图3中，横坐标为距离(nm)，纵坐标为相对强度；曲线a为Pd，曲线b为Ag。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
侧柏叶提取液的配制：称取1.0g侧柏叶粉末于锥形瓶中，加入100mL去离子水，置于摇床（30℃、150rpm）中振荡2h后取出，进行过滤，所得滤液即为浓度为10g/L的侧柏叶提取液。取10mL该侧柏叶提取液与10mL的摩尔比为1∶3的硝酸银和硝酸钯混合溶液(0.5mM)，使得硝酸银和硝酸钯混合溶液的浓度为0.25mM，在50mL的锥形瓶中搅拌混合，控制反应温度为90℃，反应时间为60min，通过紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和透射电镜（TEM）验证了银钯双金属材料的合金结构，其中银钯双金属合金纳米颗粒的粒径为5.9nm。
制备的银钯双金属合金溶胶的UV-vis图参见图1。制备的银钯双金属合金溶胶的TEM元素面扫图参见图2。制备的银钯双金属合金溶胶的TEM元素线扫图参见图3。
实施例2
取实施例1中所述10mL该侧柏叶提取液与10mL的摩尔比为1∶1的硝酸银和硝酸钯混合溶液(1.0mM)，使得硝酸银和硝酸钯混合溶液的浓度为0.5mM，其它条件和步骤同实施例1。反应后得到的银钯双金属纳米颗粒为合金结构，其中银钯双金属合金纳米颗粒的粒径为9.1nm。
实施例3
取实施例1中所述10mL该侧柏叶提取液与10mL的摩尔比为3∶1的硝酸银和硝酸钯混合溶液(1.0mM)，使得硝酸银和硝酸钯混合溶液的浓度为0.5mM，其它条件和步骤同实施例1。反应后得到的银钯双金属纳米颗粒为合金结构，其中银钯双金属合金纳米颗粒的粒径为11.9nm。
实施例4
取实施例1中所述10mL该侧柏叶提取液与10mL的摩尔比为1∶3的硝酸银和硝酸钯混合溶液(1.0mM)，使得硝酸银和硝酸钯混合溶液的浓度为0.5mM，其它条件和步骤同实施例1。反应后得到的银钯双金属纳米颗粒为合金结构，其中银钯双金属合金纳米颗粒的粒径为7.3nm。
实施例5
取实施例1中所述10mL该侧柏叶提取液与10mL的摩尔比为1∶1的硝酸银和硝酸钯混合溶液(0.5mM)，使得硝酸银和硝酸钯混合溶液的浓度为0.25mM，在50mL的锥形瓶中搅拌混合，控制反应温度60℃，反应时间为60min。反应后得到的银钯双金属纳米颗粒为合金结构，其中银钯双金属合金纳米颗粒的粒径为5.5nm。
Claims (1)
1.一种银钯双金属合金纳米材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将植物叶干燥、粉碎成粉末备用；所述植物叶采用侧柏叶；
2)在植物叶粉末中加入水，再置于摇床中振荡，过滤，得植物叶提取液；所述植物叶粉末与水的质量比为1∶100；所述振荡的条件是在30℃，150rpm下振荡2h；所述植物叶提取液的浓度为10g/L；
3)配制硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液；所述硝酸银水溶液的摩尔浓度为2.0mM，所述硝酸钯水溶液的摩尔浓度为2.0mM；
4)将步骤2)所得植物叶提取液和步骤3)所得硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液混合，使得硝酸银和硝酸钯混合溶液的浓度为0.25～0.5mM，反应后即得银钯双金属合金纳米材料；所述步骤2)所得植物叶提取液和步骤3)所得硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液的体积比为1∶1；所述硝酸银水溶液和硝酸钯水溶液的摩尔比为1∶(0.3～3)；所述反应的温度为30～90℃，反应的时间为60～180min。
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