CN103862031A - 与有序多孔载体或粗糙表面结合制备的复合纳米金属材料及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纳米材料技术领域，是与有序多孔载体或粗糙表面复合制备纳米金属材料及方法。纳米金属颗粒聚团与有序多孔载体或粗糙表面结合，纳米金属颗粒粒径为2～10nm，纳米金属颗粒聚团粒径为20～200nm，多孔载体孔径为20～200nm。将铂或钯或金或银盐或上述金属盐类的混合物的金属盐溶液喷涂在多孔载体上；将载体直接装入冷等离子体放电器中，并通入等离子体放电气体；利用高压电源在电极两端施加的直流或交流电使放电气体放电，形成的等离子体将附着在多孔载体孔道中和表面上的金属盐还原为单质纳米金属颗粒聚团；本发明纳米金属颗粒聚团大小可控，均匀分散好，具有优良的性能，可广泛用于光子晶体、电极、催化剂等领域。

Description

与有序多孔载体或粗糙表面结合制备的复合纳米金属材料及方法

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及与有序多孔载体或粗糙表面复合制备纳米金属材料及方法。

背景技术

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1～100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度。纳米颗粒和纳米颗粒聚团是典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和宏观固体时相比将会有显著的不同。所以纳米金属粒子表现出许多独特的性能和潜在应用。例如纳米磁性材料、纳米陶瓷材料、纳米传感器、纳米倾斜功能材料、纳米半导体材料和纳米催化材料等诸多领域具有广泛的应用前景。

制备金属纳米颗粒及其聚团材料的方法有很多，比如蒸发凝聚法、水热法、溶胶凝胶法、溶剂挥发分解法和化学沉积法等。这些方法反应环境多为液相，将纳米颗粒固态化时需经过高温干燥烧结，纳米颗粒容易团聚，粒径较大；纳米颗粒多为包裹保护剂的单独颗粒，与其他载体结合需附加物理化学过程，应用领域窄；有的制备过程繁琐，操作复杂，条件苛刻，不易控制；有的制备过程需要加入化学还原剂、保护剂和分散剂，有的化学还原剂对环境危害巨大；

等离子体是一种电离气体，是拥有离子、电子和核心粒子的不带电的离子化物质，是电的最佳导体。在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99%。21世纪人们已经掌握和利用电场和磁场产生来控制等离子体。等离子体分为两种：高温和低温等离子体。高温等离子体是与核反应相关之等离子体。低温等离子体包括热等离子体和冷等离子体。其中冷等离子体是可以在常温甚至更低温度下发生的等离子体，具有电子能量很高，主体温度很低的特点，目前广泛用于材料表面改性，催化剂制备等领域，已发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的技术和工艺。由于冷等离子体的低温特性，若将其用于制备储存纳米金属，则更容易均匀控制，且不利于团聚。而且由于冷等离子体高电子温度、低气体温度的特性可以打破热力学、动力学限制，影响纳米金属颗粒聚团的形成和发展，可以得到特殊松散结构的金属颗粒堆积物，在温和条件下易于释放出纳米金属颗粒。

光子晶体是由不同折射率的介质周期排列而成的具有光子带隙特性的人工微结构。光子晶体具有波长选择功能，可以有选择地使某个波段的光通过而阻止其他波长的光通过其中，使人们操纵和控制光子的梦想成为可能。因此光子晶体结构既可以通过对不同角度不同波长的入射光的选择吸收和反射从而呈现不同颜色，也可以依靠自身结构就可以实现带阻滤波，对入射光实现完全吸收或完全反射，从而在微波电路，微波天线，生物仿真等方面具有广阔的应用前景，且目前已被广泛应用于激光制造，光纤传输，货币防伪等诸多领域。表面拉曼增强光谱是指借助具有金、银等纳米金属颗粒堆积物的粗糙表面，实现拉曼光谱信号的增强的表征手段，其理论增强系数可达10¹⁴。该技术成功克服了拉曼光谱对低浓度物质产生信号弱的缺点，从而实现深入表征各种表面(界面)的结构和过程并提供分子水平上的信息的目的。该技术目前已广泛应用于单分子检测技术、化学与化工、生物与医学、检测联用技术与传感器等诸多领域。纳米金属是指粒径在1～100nm之间的金属单质颗粒，既可以是单独的纳米粒子，也可以是纳米颗粒聚团。纳米金属由于其纳米级的粒径大小，具有与宏观金属截然不同的特性和应用领域。例如纳米银具有超强的杀菌作用，且粒径越小作用越强；纳米金具有高电子密度，介电特性和催化作用；纳米铁具有饱和磁化强度大，信噪比高和抗氧化性好等特点。

与本发明最为接近的公开技术是：在专利号CN101032754B,题目为“低温等离子体还原制备纳米金属的方法”的发明专利中，刘昌俊等人公开了一种还原制备纳米金属颗粒的新技术，该技术在不使用化学还原剂的条件下，采用等离子体技术还原了多种金属盐，制得纳米级金属颗粒。还有在专利CN102151586A,题目为“低温等离子体制备热不稳定型材料负载催化剂的方法及应用”的发明专利中，刘昌俊等人公开了一种使用等离子体技术还原负载到不稳定性材料上金属的方法，避免了高温下的不良热效应和对热不稳定性材料结构的破坏，使金属组分颗粒细小且均匀分布。然而这两个专利的金属均没有形成纳米金属颗粒堆积物（或者说纳米金属颗粒聚团），也没有涉及纳米金属颗粒干法固态化堆积，更没有涉及有序多孔材料和粗糙界面。上述两专利涉及的纳米金属材料既没有优异的表面拉曼增强性能，也无法储存释放金属颗粒。

发明内容

本发明提供一种与有序多孔载体或粗糙表面（表面粗糙度大于0.05μm）结合制备复合纳米金属材料的方法，目的是克服目前纳米金属颗粒制备的困难，即：多须在液相环境下，通过加入还原剂、保护剂和分散剂制备得到，且固态化很难，影响因素多，应用领域窄。本发明制备的复合材料具有一维光子晶体结构及优异的表面拉曼增强性能，同时解决了纳米金属颗粒从载体上释放难的问题。其制备方法一步完成了纳米金属的还原制备和固化，操作简单，节省能耗，高效环保，所制得纳米金属颗粒粒度小且均匀纳米金属颗粒聚团大小载量可控。

一种具有光子晶体结构的复合纳米金属材料，其特征在于纳米金属颗粒聚团与有序多孔载体或粗糙表面结合：改变喷涂和电子还原次数或金属盐溶液浓度可以改变金属的载量，同时金属颗粒聚团的大小也会发生变化，其宏观颜色也会随之发生变化，从而实现宏观颜色、聚团大小及载量可控；纳米金属颗粒填充多孔载体孔道，形成两种不同折射率的材料周期有序排列的光子晶体结构，具有当入射光从不同角度照射时呈现出不同颜色的光子晶体特性；纳米金属颗粒负载在多孔载体表面，团聚成纳米金属颗粒聚团，形成具有拉曼增强效应的粗糙表面结构；将该纳米金属材料放入液体直接进行超声分离，纳米金属颗粒聚团被打散，纳米金属颗粒即可以逐步脱离多孔载体并释放到液体中形成胶体。

本发明的技术方案如下：

一种与有序多孔载体或粗糙介质表面复合的纳米金属材料，纳米金属颗粒聚团与有序多孔载体或粗糙表面结合，纳米金属颗粒粒径为2～10nm，纳米金属颗粒聚团粒径为20～200nm，多孔载体孔径为20～200nm。

所述的金属为铂或钯或金的贵金属及其合金。

多孔载体为为多孔无机化合物或多孔金属单质或多孔工高分子化合物或生物软物质或生物硬物质。

所述粗糙表面为粗糙介质表面为压片后氧化物或存在大颗粒的催化剂载体。

纳米金属颗粒填充多孔载体孔道，形成两种不同折射率的材料周期有序排列的光子晶体结构，具有当入射光从不同角度照射时呈现出不同颜色的光子晶体特性；纳米金属颗粒负载在多孔载体表面，团聚成纳米金属颗粒聚团，形成具有拉曼增强效应的粗糙表面结构；将该纳米金属材料放入液体直接进行超声分离，纳米金属聚团被打散，纳米金属颗粒即可以逐步脱离多孔载体并释放到液体中形成胶体。

本发明的复合纳米金属材料的制备方法，包括步骤如下：

(1)将铂或钯或金或银盐或上述金属盐类的混合物的金属盐溶液喷涂在多孔载体上；

（2）将喷涂后的载体直接装入冷等离子体放电器中，并通入等离子体放电气体；

(3)利用高压电源在电极两端施加200～5000V的直流或交流电使放电气体放电，形成的等离子体将附着在多孔载体孔道中和表面上的金属盐还原为单质纳米金属颗粒聚团，还原时间为1～10min；

（4）根据所需金属载量，按相同条件重复步骤（1）～（3）；

（5）将制备的样品放入水或离子液体或有机溶液的液体中，进行超声震荡分散，使纳米金属颗粒将脱离多孔载体并释放到液体中，即可得到溶胶；

(6)将步骤（5）所得到的溶胶进行离心分离，即得到纳米金属颗粒。

在步骤（1）中所述的金属盐为氯化物或硝酸盐或有机金属盐；所述的金属盐溶液溶质为水或离子液体或有机溶剂。所述的金属盐的浓度为0.0005mol/L～1mol/L。

在步骤（2）中所述的等离子体放电器包括样品仓，阳极，阴极，气体入口，气体出口，介质阻挡层，高压电源和真空泵；所述的等离子体放电气体为惰性气体或空气或氧气或氢气，或者上述非氢气体的混合物。

在步骤（3）中所述的气体放电的形式为辉光放电或介质阻挡放电或射频放电；所述的冷等离子体温度为-80～150℃。

与传统纳米材料及其制备方法相比，本发明具有以下突出的有益效果：

1.本复合纳米材料的纳米金属颗粒粒度小且均匀，纳米金属颗粒聚团大小可控，均匀分散好，具有优良的性能，可广泛用于光子晶体、电极、催化剂等领域。

2.纳米金属颗粒填充多孔载体孔道，形成两种折射率材料周期有序排列的光子晶体结构，具有当入射光从不同角度照射时呈现出不同颜色的光子晶体特性，可广泛应用于光纤传输，激光制造，货币防伪等领域。

3.本纳米复合材料的纳米金属颗粒和纳米金属颗粒聚团增加了多孔载体表面粗糙度，具有优异的表面拉曼增强性能，增强系数最高可达2.845×10⁷。同时，表面粗糙度的变化也增强了对可见光的吸收强度，因此可直接大规模应用于拉曼光谱检测、太阳能电池、光催化等领域。

4.本纳米复合材料的纳米金属颗粒聚团结构松散，将其放入液体中，直接进行超声分离，纳米金属颗粒即可以逐步脱离多孔载体并释放到液体中形成胶体，可应用于纳米金属制备、医疗制药、催化等领域。

5.本纳米复合材料的制备方法利用高压直流或交流电源放电产生的冷等离子体中的大量高能电子最先到达附着在多孔载体孔道中和表面上的金属盐颗粒附近，其中一部分电子会被俘获，金属即被静电还原为纳米金属颗粒并形成纳米金属颗粒聚团，从而在固相条件下实现了金属纳米颗粒的制备。

6.本纳米复合材料的制备方法采用的冷等离子体技术，可在室温甚至室温以下进行，避免了高温下载体结构的破坏和金属的烧结，提高了纳米金属颗粒聚团的均匀性和可控性，且操作简单，节省能耗，不使用化学还原剂、保护剂和分散剂，对环境友好。

7.本纳米复合材料的制备方法中的冷等离子体可以采用辉光放电，介质阻挡放电和射频放电，所通入的气体可选择惰性气体、空气、氧气及混合气体，所以可以根据不同材料来选择不同的等离子体形式和气体，使得制备储存效果更好。

附图说明

图1是实例1中不同载量的银复合纳米金属材料的紫外吸收光谱图；

图2是实例1中银纳米复合材料截面的扫描电镜图；

图3是实例1中硝酸银经低温等离子体处理还原后的高倍透射电镜图；

图4是实例1中硝酸银经低温等离子体处理还原后用于拉曼光谱检测的增强效果对比图。

图5是实例2中金纳米复合材料正面的扫描电镜图；

图6是实例2中氯金酸经低温等离子体处理还原后的低倍透射电镜图；

图7是实例2中氯金酸经低温等离子体处理还原后的高倍透射电镜图。

图8是实例3中不同金属盐溶液成分的复合纳米金属材料的紫外吸收光谱图；

图9是实例3中氯金酸和硝酸钯经低温等离子体处理还原后得到的合金纳米颗粒的低倍透射电镜图；

图10是实例3中氯金酸和硝酸钯经低温等离子体处理还原后得到的合金纳米颗粒的高倍透射电镜图；

图11是实例3中氯金酸和硝酸钯经低温等离子体处理还原后得到的合金纳米颗粒的高倍电镜线扫能谱图。

图12是实例4中银纳米复合材料正面的扫描电镜图；

图13是实例4中银纳米复合材料截面的扫描电镜图；

图14是实例4中硝酸银经低温等离子体处理还原后的高倍透射电镜图。

具体实施方式

本发明通过以下实施进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

实施例1：

将0.005mol/L硝酸银（AgNO₃）溶液喷涂于多孔氧化铝载体上，置于等离子体的两个电极板之间，密闭，将真空室抽真空，然后充入氩气作放电气体，维持200Pa的压力，在电极上施加300V的交流电压，采用辉光放电等离子体还原AgNO₃，等离子体温度为50℃，还原时间为3min。可将此过程分别重复不同次数制备出不同大小载量的纳米金属颗粒聚团。该样品纳米金属颗粒聚团与多孔载体孔道结合形成周期有序排列的光子晶体结构，当入射光从不同角度照射时会呈现出不同颜色，同时经纳米金属颗粒聚团粗糙化后的多孔载体表面具有优异的表面拉曼增强性能，拉曼增强系数最高可达2.845×10⁷，且可直接应用于其他物质痕量检测。另外，将制备的样品放入乙醇中，并进行超声震荡10min。再将液体放入离心机离心分离60min，得到银的纳米颗粒，经过透射电镜证实其颗粒大小为5～10nm，经过扫描电镜证实其纳米金属颗粒聚团大小为20～100nm，且该纳米银颗粒可应用于医疗、催化领域。

所制得的纳米银颗粒经光电子能谱、电子衍射、透射电镜和拉曼光谱检测分析，可以得出以下分析结果：

如图1所示的不同金属盐溶液浓度的复合纳米金属材料的紫外吸收光谱图，其中Ag/AAO-1溶液浓度为5*10^-4mol/L，Ag/AAO-2溶液浓度为1*10^-3mol/L，Ag/AAO-2溶液浓度为5*10^-3mol/L，重复次数均为10次。不同样品吸收光谱不同，因而呈现不同颜色，体现了光子晶体结构特性；

如图2所示的扫描电镜图，从图中可以看到银纳米颗粒将多孔载体孔道填充后，形成了周期有序排列的光子晶体结构；

如图3所示的高倍透射电镜图，从图中可以看到所制得的纳米银颗粒，颗粒细小均匀，粒径为5～10nm；

如图4所示的多肽拉曼光谱增强效果对比图，从图中可以看到以负载纳米银的氧化铝样品做基底后，多肽的拉曼光谱出峰明显增强。

实施例2

将0.001mol/L氯金酸（HAuCl₄）溶液喷涂于多孔氧化铝载体上，然后置于等离子体放电器的两个电极板之间，密闭，将真空室抽真空，然后充入空气作放电气体，维持200Pa的压力，在电极上施加500V的直流电压，采用辉光放电等离子体还原氯金酸（HAuCl₄），等离子体的温度为25℃，还原时间为5min，制备出均匀金的金属颗粒堆积物。可将此过程分别重复不同次数制备出不同大小载量的纳米金属颗粒聚团。该样品纳米金属颗粒聚团与多孔载体孔道结合形成周期有序排列的光子晶体结构，当入射光从不同角度照射时会呈现出不同颜色，同时经纳米金属颗粒聚团粗糙化后的多孔载体表面具有优异的表面拉曼增强性能，拉曼增强系数最高可达3.52×10⁶，且可直接应用于其他物质痕量检测。将制备的样品放入水中，并进行超声震荡10min。再将液体放入离心机离心分离10min，得到金的纳米颗粒，经过透射电镜证实其颗粒大小为5～20nm，经过扫描电镜证实其纳米颗粒聚团大小为20～100nm，且该纳米金颗粒可应用于催化领域。

如图5所示的扫描电镜图，从图中可以看到金纳米颗粒在多孔载体表面形成了纳米颗粒聚团，聚团大小为100～300nm；

如图6所示的低倍透射电镜图，从图中可以看到所制得的纳米金颗粒，颗粒大小均匀，粒径为10～30nm。

如图7所示的高倍透射电镜图，从图中可以看到所制得的纳米金颗粒，晶格条纹清楚，说明金已还原完全。

实施例3：

将0.005mol/L氯金酸（HAuCl₄）和相同浓度的硝酸钯（Pd(NO₃)₂）混合溶液喷涂于多孔氧化铝上，然后置于等离子体的两个电极板之间，密闭，将真空室抽真空，然后充入氩气作放电气体，维持500Pa的压力，在电极上施加800V的交流电压，采用辉光放电等离子体还原HAuCl₄和Pd(NO₃)₂，等离子体温度为100℃，还原时间为5min。再次将氯金酸（HAuCl₄）溶液和硝酸钯（Pd(NO₃)₂）混合溶液喷涂于该样品上，然后用相同的条件重复进行喷涂及等离子体处理9次，制备金钯合金的纳米金属颗粒聚团。该样品纳米金属颗粒聚团与多孔载体孔道结合形成周期有序排列的光子晶体结构，当入射光从不同角度照射时会呈现出不同颜色。将制备的样品放入乙醇中，并进行超声震荡10min。再将液体放入离心机离心分离20min，得到金钯合金的纳米颗粒，经过透射电镜证实其颗粒大小为10～20nm，经过扫描电镜证实其纳米颗粒聚团大小为50～200nm，且该纳米颗粒可应用于催化领域。

如图8所示的不同金属盐溶液成分的复合纳米金属材料的紫外吸收光谱图，从图中可以看出，不同样品吸收光谱不同，因而呈现不同颜色，体现了光子晶体结构特性；

如图9所示的低倍透射电镜图，从图中可以看到所制得的纳米颗粒，颗粒细小均匀，粒径为10～20nm；

如图10所示的高倍透射电镜图，从图中可以看到所制得的纳米颗粒，晶格条纹清晰，且为孪晶；

如图11所示的高倍电镜线扫能谱图，从图中可以看出制得的纳米颗粒为金钯合金，且金的含量更多一些。

实施例4：

将0.001mol/L硝酸银（AgNO₃）溶液喷涂于压片氧化铟的粗糙表面上，然后置于等离子体的两个电极板之间，密闭，将真空室抽真空，然后充入氮气作放电气体，维持200Pa的压力，在电极上施加300V的交流电压，采用电晕放电等离子体还原AgNO₃，等离子体温度为80℃，还原时间为3min。再次将硝酸银（AgNO₃）溶液喷涂于该样品上，然后用相同的条件重复进行喷涂及等离子体处理14次，制备银的纳米颗粒聚团。该样品纳米金属颗粒聚团与氧化铟的粗糙表面相互作用从而具有表面拉曼增强性能，且可直接应用于其他物质痕量检测。将制备的样品放入乙醇中，并进行超声震荡10min。再将液体放入离心机离心分离20min，得到银的纳米颗粒，经过透射电镜证实其颗粒大小为5～10nm，经过扫描电镜证实其纳米颗粒聚团大小为100～300nm，且该纳米颗粒可应用于催化领域。

如图12所示的扫描电镜图，从图中可以看到银纳米颗粒在粗糙的氧化铟表面形成了纳米颗粒聚团，聚团大小为100～300nm；

如图13所示的截面扫描电镜图，从图中可以看到银纳米颗粒在粗糙的氧化铟表面形成了纳米颗粒聚团，聚团大小为100～300nm；

如图14所示的高倍透射电镜图，从图中可以看到所制得的纳米银颗粒，晶粒细小，粒径为5～10nm；

实施例5：

将0.1mol/L氯铂酸（H₂PtCl₆）溶液喷涂于碳载体上，然后置于等离子体的两个电极板之间，密闭，将真空室抽真空，然后充入氦气作放电气体，维持500Pa的压力，在电极上施加800V的交流电压，采用电晕放电等离子体还原H₂PtCl₆，等离子体温度为100℃，还原时间为1min。再次将氯铂酸（H₂PtCl₆）溶液喷涂于该样品上，然后用相同的条件重复进行喷涂及等离子体处理19次，制备铂的金属颗粒聚团。该样品纳米金属颗粒聚团与多孔载体孔道结合形成周期有序排列的光子晶体结构，当入射光从不同角度照射时会呈现出不同颜色。将制备的样品放入乙醇中，并进行超声震荡10min。再将液体放入离心机离心分离20min，得到铂的纳米颗粒，经过透射电镜证实其颗粒大小为10～20nm，经过扫描电镜证实其纳米颗粒聚团大小为20～100nm，且该纳米颗粒可应用于催化领域。

实施例6：

将1mol/L氯化钯（PdCl₂）溶液喷涂于塑料载体上，然后置于等离子体的两个电极板之间，密闭，将真空室抽真空，然后充入氧气作放电气体，维持1000Pa，在电极上施加1000V的交流电压，采用辉光放电等离子体还原PdCl₂,等离子体温度为100℃，还原时间为5min。再次将氯化钯（PdCl₂）溶液喷涂于该样品上，然后用相同的条件重复进行喷涂及等离子体处理4次，制备铂的金属颗粒聚团。该样品纳米金属颗粒聚团与多孔载体孔道结合形成周期有序排列的光子晶体结构，当入射光从不同角度照射时会呈现出不同颜色。将制备的样品放入离子液体中，并进行超声震荡10min。再将液体放入离心机离心分离5min，得到钯的纳米颗粒，经过透射电镜证实其颗粒大小为8～20nm，经过扫描电镜证实其纳米金粒聚团大小为50～200nm，且该纳米颗粒可应用于催化领域。

实施例7：

将0.03mol/L氯铑酸（H₃RhCl₆）溶液喷涂于树脂载体上，然后置于等离子体放电器的两个电极板之间，然后充入氮气作放电气体，维持大气压力，在电极上施加3800V的交流电压，采用辉光放电等离子体还原氯铑酸（H₃RhCl₆），等离子体的温度为40℃，还原时间为6min，制备出铑金属的纳米聚团。该样品纳米金属颗粒聚团与多孔载体孔道结合形成周期有序排列的光子晶体结构，当入射光从不同角度照射时会呈现出不同颜色。将制备的样品放入汽油中，并进行超声震荡10min。再将液体放入离心机离心分离40min，得到铑的纳米颗粒，经过透射电镜证实其颗粒大小为12～20nm，经过扫描电镜证实其纳米颗粒聚团大小为20～100nm，且该纳米颗粒可应用于催化领域。

实施例8：

将0.0005mol/L醋酸银（CH₃COOAg），溶液喷涂于多孔氧化铝上，然后置于等离子体的两个电极板之间，密闭，将真空室抽真空，然后充入氢气作放电气体，维持300Pa的压力，在电极上施加1000V的交流电压，采用电晕放电等离子体还原CH₃COOAg，等离子体温度为-60℃，还原时间为3min。可将此过程分别重复不同次数制备出不同大小载量的纳米金属颗粒聚团。该样品纳米金属颗粒聚团与多孔载体孔道结合形成周期有序排列的光子晶体结构，当入射光从不同角度照射时会呈现出不同颜色，同时经纳米金属颗粒聚团粗糙化后的多孔载体表面具有优异的表面拉曼增强性能另外，将制备的样品放入乙醇中，并进行超声震荡10min。再将液体放入离心机离心分离60min，得到银的纳米颗粒，经过透射电镜证实其颗粒大小为5～10nm，经过扫描电镜证实其纳米金属颗粒聚团大小为20～100nm。

Claims (10)

1.一种与有序多孔载体或粗糙介质表面复合的纳米金属材料，其特征在于纳米金属颗粒聚团与有序多孔载体或粗糙表面结合，纳米金属颗粒粒径为2～10nm，纳米金属颗粒聚团粒径为20～200nm，多孔载体孔径为20～200nm。

2.根据权利要求1中所述的金属材料，其特征在于金属为铂或钯或金的贵金属及其合金。

3.根据权利要求1中所述的金属材料，其特征在于多孔载体为为多孔无机化合物或多孔金属单质或多孔工高分子化合物或生物软物质或生物硬物质。

4.根据权利要求1中所述的金属材料，其特征在于粗糙表面为粗糙介质表面为压片后氧化物或存在大颗粒的催化剂载体。

5.根据权利要求1中所述的金属材料，其特征在于纳米金属颗粒填充多孔载体孔道，形成两种不同折射率的材料周期有序排列的光子晶体结构，具有当入射光从不同角度照射时呈现出不同颜色的光子晶体特性；纳米金属颗粒负载在多孔载体表面，团聚成纳米金属颗粒聚团，形成具有拉曼增强效应的粗糙表面结构；将该纳米金属材料放入液体直接进行超声分离，纳米金属聚团被打散，纳米金属颗粒即可以逐步脱离多孔载体并释放到液体中形成胶体。

6.根据权利要求1中所述的复合纳米金属材料的制备方法，其特征在于包括步骤如下：

(1)将铂或钯或金或银盐或上述金属盐类的混合物的金属盐溶液喷涂在多孔载体上；

（2）将喷涂后的载体直接装入冷等离子体放电器中，并通入等离子体放电气体；

(3)利用高压电源在电极两端施加200～5000V的直流或交流电使放电气体放电，形成的等离子体将附着在多孔载体孔道中和表面上的金属盐还原为单质纳米金属颗粒聚团，还原时间为1～10min；

（4）根据所需金属载量，按相同条件重复步骤（1）～（3）；

（5）将制备的样品放入水或离子液体或有机溶液的液体中，进行超声震荡分散，使纳米金属颗粒将脱离多孔载体并释放到液体中，即可得到溶胶；

(6)将步骤（5）所得到的溶胶进行离心分离，即得到纳米金属颗粒。

7.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于：在步骤（1）中所述的金属盐为氯化物或硝酸盐或有机金属盐；所述的金属盐溶液溶质为水或离子液体或有机溶剂。

8.根据权利要求7中所述的方法，其特征在于所述的金属盐的浓度为0.0005mol/L～1mol/L。

9.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于：在步骤（2）中所述的等离子体放电器包括样品仓，阳极，阴极，气体入口，气体出口，介质阻挡层，高压电源和真空泵；所述的等离子体放电气体为惰性气体或空气或氧气或氢气，或者上述非氢气体的混合物。

10.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于：在步骤（3）中所述的气体放电的形式为辉光放电或介质阻挡放电或射频放电；所述的冷等离子体温度为-80～150℃。

Images