CN103962563B - 一种水溶性贵金属纳米颗粒的制备方法 - Google Patents

一种水溶性贵金属纳米颗粒的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水溶性贵金属纳米颗粒的制备方法，按摩尔比1：0.5~6称取贵金属盐和生物有机酸，在研钵中研磨2分钟~1小时，在温度为25~300℃的条件下，反应2分钟~14天，得到水溶性贵金属纳米颗粒，所得到水溶性贵金属纳米颗粒具有三维纳米杂化结构。该方法适用于多种贵金属包括Pd、Pt、Au、Ag纳米颗粒的制备；在一定温度条件下矿化生长可以得到三维纳米杂化结构；可在环境友好的条件下大量制备，方法简单、有效、易于工业化；本发明方法所得的生物有机酸保护的水溶性贵金属纳米颗粒的粒径较小，可达2.7nm，具有较高的单分散性。

Description

一种水溶性贵金属纳米颗粒的制备方法
技术领域
本发明涉及一种贵金属纳米材料的制备方法，属于化学及材料科学领域。
背景技术
贵金属纳米颗粒材料（noblemetalnanoparticles,NMNPs）一般是由粒径为1～100纳米的颗粒组成的材料。由于在该尺度范围内量子尺寸效应导致材料的能带结构量子化，纳米材料具有与相应大块材料截然不同的光、电、磁性。因此，与相应的大块金属材料相比，NMNPs材料是一类全新的功能材料，可以用来设计新型的化学/生物传感器、非线性光子器件、催化剂、太阳能电池、生物标记、有机合成与药物释放系统等等。近年来，有关NMNPs的研究得到了物理学家，化学家，生物学家和材料学家的广泛关注，是纳米科学与技术研究的热点之一。
贵金属纳米颗粒研究的基础是材料的合成与制备。由于纳米材料的表面活性强烈依赖于纳米材料的尺寸和形貌，贵金属纳米颗粒材料的可控制备是纳米研究领域的热点。如何制备具有特定尺寸、形状，并且粒度均匀、无团聚的纳米颗粒材料，一直是近年来国内外材料学家努力解决的问题。目前研究人员可以通过多种物理、化学和生物的方法合成不同形貌、不同成分及多功能的纳米材料。我们通过研究发现，利用具有还原性的生物有机酸如氨基酸和贵金属盐反应可以根据需要直接得到具有不同纳米结构并修饰生物有机酸的贵金属纳米材料。有关研究开辟了贵金属纳米材料合成的新途径，得到的材料已经应用于催化有机合成和电化学生物传感器。
发明内容
本发明的目的是提供一种水溶性贵金属纳米颗粒的制备方法，制备过程简单、高效、环保。
本发明的技术方案：一种水溶性贵金属纳米颗粒的制备方法：按摩尔比1：0.5~6称取贵金属盐和生物有机酸，在研钵中研磨2分钟~1小时即得到水溶性贵金属纳米颗粒。
一种水溶性贵金属纳米颗粒的制备方法：按摩尔比1：0.5~6称取贵金属盐和生物有机酸，在研钵中研磨2分钟~1小时，在温度为25~300℃的条件下，反应2分钟~14天，得到水溶性贵金属纳米颗粒。
所得到水溶性贵金属纳米颗粒具有纳米杂化结构。
所述贵金属盐为氯化钯、硝酸钯、醋酸钯、高氯酸钯、氯铂酸、氯铂酸盐、氯金酸、氯金酸盐、硝酸银或醋酸银。
所述生物有机酸为氨基酸、叶酸、抗坏血酸或没食子酸。
本发明的有益效果：（1）经固相研磨可以直接得到稳定的水溶性贵金属纳米颗粒；（2）该方法适用于多种贵金属包括Pd、Pt、Au、Ag纳米颗粒的制备；（3）在一定温度条件下矿化生长可以得到三维纳米杂化结构；（4）可在环境友好的条件下大量制备，方法简单、有效、易于工业化；（5）本发明方法所得的生物有机酸保护的水溶性贵金属纳米颗粒的粒径较小，可达2.7nm，具有较高的单分散性。
附图说明
附图1为实施例1制备的钯纳米颗粒的TEM图。
附图2为实施例9制备的金纳米颗粒的TEM图。
附图3为实施例12制备的银纳米颗粒的SEM图。
附图4为实施例1制备的钯纳米颗粒的XRD图。
附图5为实施例12制备的银纳米颗粒的XRD图。
具体实施方式
实施例1
1）分别称取醋酸钯0.1123g，抗坏血酸0.2643g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨0.5小时；
3）由2)所得固体混合物加水即得抗坏血酸保护的水溶性钯纳米颗粒，纳米粒子平均直径为2.7纳米；
4)由2)所得固体混合物在120℃矿化生长2小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性钯纳米颗粒；
5)由2)所得固体混合物在160℃矿化生长1小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性钯纳米颗粒。
实施例2
1）分别称取醋酸钯0.1123g，抗坏血酸0.1762g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨1小时；
3）由2)所得固体混合物加水即得抗坏血酸保护的水溶性钯纳米颗粒；
4)由2)所得固体混合物在120℃矿化生长5小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性钯纳米颗粒。
实施例3
1）分别称取醋酸钯0.1123g，抗坏血酸0.3524g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨0.5小时；
3）由2)所得固体混合物室温下静置反应5天，加水即得抗坏血酸保护的水溶性钯纳米颗粒；
4)由2)所得固体混合物在160℃矿化生长2小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性钯纳米颗粒。
实施例4
1)分别称取硝酸钯0.1327g，抗坏血酸0.2643g；
2)将上述物质在研钵中混合研磨8分钟；
3)所得固体混合物加水可得抗坏血酸保护的水溶性钯纳米颗粒；
4)纳米粒子的直径为35.6±5nm。
由2)所得固体混合物在160℃矿化生长1小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性钯纳米颗粒。
实施例5
1)分别称取硝酸钯0.1327g，抗坏血酸0.1762g；
2)将上述物质在研钵中混合研磨2分钟；
3)所得固体混合物加水可得抗坏血酸保护的水溶性钯纳米颗粒；
4）由2)所得固体混合物在100℃矿化生长2小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性钯纳米颗粒。
实施例6
1)分别称取硝酸钯0.1327g，L-半胱胺酸0.36348g；
2)将上述物质在研钵中混合研磨10分钟；
3)所得固体混合物25℃静置反应1天，加水可得L-半胱胺酸保护的水溶性钯纳米颗粒；
4)由2)所得固体混合物在180℃矿化生长2小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性钯纳米颗粒。
实施例7
1)分别称取氯铂酸0.5179g，L-异亮氨酸0.3935g；
2)将上述物质在研钵中混合研磨40分钟；
3)所得固体混合物加水即得L-异亮氨酸保护的水溶性铂纳米颗粒。
4)由2)所得固体混合物在25℃矿化生长14天，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性铂纳米颗粒。
实施例8
1)分别称取氯铂酸0.5179g，抗坏血酸0.2643g；
2)将上述物质在研钵中混合研磨0.5小时；
3)所得固体混合物加水即得抗坏血酸保护的水溶性铂纳米颗粒。
4)由2)所得固体混合物在25℃矿化生长10天，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性铂纳米颗粒。
5)由2)所得固体混合物300℃矿化生长1小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性铂纳米颗粒。
实施例9
1)分别称取氯金酸0.4119g，L-半胱胺酸0.36348g；
2)将上述物质在研钵中混合研磨1小时；
3)所得固体混合物加水即得L-半胱胺酸保护的水溶性金纳米颗粒。
4)由2)所得固体混合物在25℃矿化生长7天，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性金纳米颗粒。
5)由2)所得固体混合物在200℃矿化生长5小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性金纳米颗粒。
实施例10
1)分别称取氯金酸0.4119g，L-异亮氨酸0.3935g；
2)将上述物质在研钵中混合研磨0.5小时；
3)所得固体混合物加水即得L-异亮氨酸保护的水溶性金纳米颗粒。
4)由2)所得固体混合物在25℃矿化生长10天，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性金纳米颗粒。
5)由2)所得固体混合物在200℃矿化生长2小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性金纳米颗粒。
实施例11
1)分别称取氯金酸0.4119g，抗坏血酸0.2643g；
2)将上述物质在研钵中混合研磨20分钟；
3)所得固体混合物加水即得抗坏血酸保护的水溶性金纳米颗粒。
4)由2)所得固体混合物在25℃矿化生长5天，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性金纳米颗粒。
5)由2)所得固体混合物在240℃矿化生长2小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性金纳米颗粒。
实施例12
1）分别称取硝酸银0.16987g，抗坏血酸0.3935g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨0.5小时；
3)所得固体混合物加水即得抗坏血酸保护的水溶性银纳米颗粒；
4)由2)所得固体混合物在25℃矿化生长3天，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性银纳米颗粒。
5)由2)所得固体混合物在80℃矿化生长3小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性银纳米颗粒。
实施例13
1）分别称取硝酸银0.16987g，抗坏血酸0.1762g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨0.5小时；
3)所得固体混合物加水即得抗坏血酸保护的水溶性银纳米颗粒；
4)由2)所得固体混合物在25℃矿化生长5天，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性银纳米颗粒。
5)由2)所得固体混合物在260℃矿化生长0.5小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性银纳米颗粒。
实施例14
1）分别称取硝酸银0.16987g，L-半胱胺酸0.36348g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨0.5小时；
3)所得固体混合物加水即得L-半胱胺酸保护的水溶性银纳米颗粒；
4)由2)所得固体混合物在25℃矿化生长1天，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性银纳米颗粒。
5)由2)所得固体混合物在140℃矿化生长2小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性银纳米颗粒。
实施例15
1）分别称取硝酸银0.16987g，L-异亮氨酸0.3935g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨1小时；
3)所得固体混合物加水即得L-异亮氨酸保护的水溶性银纳米颗粒；
4)由2)所得固体混合物在25℃矿化生长2天，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性银纳米颗粒。
5)由2)所得固体混合物在240℃矿化生长1小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性银纳米颗粒。
实施例16
1）分别称取硝酸银0.25478g，L-异亮氨酸0.6974g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨1小时，即得L-异亮氨酸保护的水溶性银纳米颗粒；
3)由2)所得固体混合物在300℃矿化生长2分钟，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性银纳米颗粒。
实施例17
1）分别称取氯金酸0.4119g，L-异亮氨酸0.3935g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨0.5小时，即得L-异亮氨酸保护的水溶性金纳米颗粒。
实施例18
1）分别称取硝酸银0.25478g，L-异亮氨酸0.6974g；
2）将上述物质在研钵中混合研磨1小时，即得L-异亮氨酸保护的水溶性银纳米颗粒。

Claims (1)

1.一种水溶性贵金属纳米颗粒的制备方法，其特征在于步骤如下：
1)分别称取硝酸钯0.1327g，抗坏血酸0.1762g；
2)将上述物质在研钵中混合研磨2分钟；
3)所得固体混合物加水可得抗坏血酸保护的水溶性钯纳米颗粒；
4）由2)所得固体混合物在100℃矿化生长2小时，得到具有三维纳米杂化结构的水溶性钯纳米颗粒。
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