CN108031840B - 一种自支撑金属异质纳米超结构及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自支撑金属异质纳米超结构，所述自支撑金属异质纳米超结构包括由第一纳米结构的内核和分布在所述第一纳米结构的内核表面的第二纳米结构的外壳组成的核壳结构，所述第一纳米结构和所述第二纳米结构在结构诱导剂诱导下形成所述自支撑金属异质纳米超结构；本发明还提供了一种自支撑金属异质纳米超结构的制备方法及其用途；本发明所提供的自支撑金属异质纳米超结构，可以稳定分散在水溶液中，无需载体自支撑从而表现出更多的活性面积与光催化活性，在氧分子活化、有机偶联反应、制备光催化剂或制备光电器件中有较高的应用价值与广阔的应用前景。

Description

一种自支撑金属异质纳米超结构及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于纳米材料领域，涉及一种自支撑金属异质纳米超结构及其制备方法和用途。
背景技术
超结构又称之为“人造原子”，是指由纳米粒子组装排布起来的有序超级结构。由于超结构往往能够展现出不同于单独纳米颗粒的集成性质而得到了研究人员的广泛关注，近年来由多功能组分构造的异质超结构更是被研究人员寄望构造可程序化编码其物理和化学等性质的超材料。但是目前超结构的构造大多依赖于传统的自组装方法。
CN101157851B公开了一种量子点自组装超级纳米结构材料的制备方法，选择适当的有机溶剂，将金属氧化物、硫化物或金属的前驱物有机金属化合物溶解在其中，加入表面活性剂，通过超声或者搅拌以及后续静置，使金属氧化物、硫化物或金属的前驱物有机金属化合物与表面活性剂结合在一起；复合材料的制备阶段：通过控制反应物浓度、表面活性剂种类、反应时间和温度来制得由尺寸为几个纳米到几十个纳米的颗粒组装、排列成一定形貌或一定空间结构的超级纳米结构材料，但是此方法得到的不是金属异质纳米结构，并且得到的是无序的结构。传统的自组装方法一方面需要严格精细控制组装过程的条件以及采用单分散性高的组装基元从而限制了其在实际中的大规模应用；另一方面自组装方法也往往需求额外的支撑或转移基底大大的降低所制备材料的活性面积从而不利于超结构在传感、催化等领域中的应用。更为重要的问题是，相比于简单无序的基元混合物或聚集体，有序的超结构到底能够在应用上尤其是近年来备受关注的生物传感和化学催化等重要领域表现其独特和不可替代的优势，一直是困扰和制约自组装和超结构继续向前发展的一个巨大瓶颈。
因此，寻求一种简易、成本低且具有普适性的方法制备有序的、自支撑金属异质超结构并最终促进应用发展是至关重要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自支撑金属异质纳米超结构及其制备方法和用途。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种自支撑金属异质纳米超结构，所述自支撑金属异质纳米超结构包括由第一纳米结构的内核和分布在所述第一纳米结构的内核表面的第二纳米结构的外壳组成的核壳结构，所述第一纳米结构和所述第二纳米结构在结构诱导剂诱导下形成所述自支撑金属异质纳米超结构。
本发明提供的自支撑金属异质纳米超结构，其采用特定的结构诱导剂进行调控形成自支撑金属异质纳米超结构，相比于现有的自组装方法制备的纳米结构，无需载体自支撑，表现出更多的活性面积，表现出更优越的光催化活性；相比于普通表面活性剂诱导得到的无序结构，本发明使用的结构诱导剂可以调控形成有序的纳米超结构。
本发明提供的自支撑金属异质纳米超结构可控，通过改变第一纳米结构的形状或者改变第二纳米结构的含量，可以调控等离子共振光吸收带。
在本发明中，自支撑是相对于有无载体而言的，即不需要任何额外的载体而可以稳定分散在溶液中的胶体纳米晶称之为自支撑纳米结构。而传统的自组装纳米超结构都需要有额外的载体进行支撑，否则无法进行表征和相关应用。
在本发明中，自支撑金属异质纳米超结构表现出更多的活性面积，根据氮气吸脱附实验，本发明的自支撑超结构的比表面积为20m2/g要远远高于1m2/g-5m2/g的传统结构；此外也表现出更优越的光催化活性，在光催化的碳碳键偶联反应当中，自支撑超结构活性是传统结构的3倍左右。
在本发明中，第二纳米结构为有序阵列结构，第二纳米结构的分布为有序阵列式分布在第一纳米结构表面。
优选地，所述结构诱导剂包括由长链烷基铵盐和/或长链烷基吡啶的有机阳离子和卤素阴离子组成的化合物。
在本发明中，阳离子起到在形成表面超结构的模板作用。
在本发明中，阴离子的作用是调控合成过程中的反应动力学和获得产物的形貌。
优选地，所述结构诱导剂包括三甲基十六烷基氯化铵、三甲基十六烷基溴化铵、十六烷基氯化吡啶或十六烷基溴化吡啶中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为：三甲基十六烷基氯化铵和三甲基十六烷基溴化铵；三甲基十六烷基溴化铵和十六烷基氯化吡啶；十六烷基氯化吡啶和十六烷基溴化吡啶。
优选地，所述结构诱导剂为十六烷基氯化吡啶。
在本发明中，优选使用十六烷基氯化吡啶；阴离子优选使用氯离子，是因为氯离子在金属表面的键合作用比较适中，从而可以促进合成速率的更快进行，也有助于得到规整型的异质阵列结构，相反，更强的离子如溴在金属表面键合作用太强，在一定程度上延缓了反应速率，致使只能够得到实心包裹的纳米异质结构，而更弱的离子则会导致合成的纳米结构的稳定性下降。
阳离子优选吡啶的结构，不同于传统的长链烷基状的铵盐阳离子，本发明选用了具有芳香官能团的吡啶嗡离子型表面活性剂，是因为吡啶芳香基团具有长链烷烃所没有的更强的π-π堆叠相互作用，这一作用能够使得邻近的模板剂分子的排布更加整齐和紧密，从而有助于得到有序的纳米超结构。
优选地，所述第一纳米结构包括金纳米棒、金纳米三角片或银纳米片中的任意一种。
在本发明中，金纳米棒、金纳米三角片和银纳米片通过种子生长法自行制备得到。
在本发明中，通过使用不同形状的第一纳米结构，可以调控自支撑金属异质超纳米结构的等离子共振光吸收带，使得纳米超结构的应用范围更广。
优选地，所述第一纳米结构为金纳米棒。
优选地，所述金纳米棒的长径比为2-4，例如可以是2、2.5、3、3.2、3.5、3.8或4，优选为3。
在本发明中，选择此范围内长径比的金纳米棒的吸收涵盖整个可见光谱和近红外光谱，这为应用于太阳能的转换和吸收提供了基础。
在本发明中，所述第二纳米结构由第二纳米结构的前驱体溶液提供。
在本发明中，第二纳米结构的前驱体溶液选择范围较广，可以是钯、铂、钌的氯化盐等。
在本发明中，通过改变第二纳米结构的前驱体溶液的含量，同样可以调控自支撑金属异质纳米超结构的等离子共振光吸收带。
优选地，所述第二纳米结构的前驱体包括氯钯酸钠、氯亚钯酸钠、氯铂酸钾、氯铂酸钠或三氯化钌中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为：氯钯酸钠和氯铂酸钠；氯铂酸钾和氯铂酸钠；氯铂酸钾、氯铂酸钠和三氯化钌。
第二方面，本发明提供了如第一方面所述的自支撑金属异质纳米超结构的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一纳米结构的颗粒分散在含有结构诱导剂的胶束溶液中，得到种子液；
(2)将第二纳米结构加入到步骤(1)得到的种子液中，经还原反应、生长得到所述自支撑金属异质纳米超结构。
本发明提供的自支撑金属异质纳米超结构的制备方法，具有普适性，制备过程中使用的设备只需要普通的搅拌水浴锅即可，简便易操作。
优选地，步骤(1)中所述第一纳米结构的颗粒在种子液中的浓度为0.5nM-5nM，例如可以是0.5nM、1nM、1.5nM、2nM、2.5nM、3nM、3.5nM、4nM、4.5nM或5nM，优选为2nM。
在本发明中，在此浓度范围内进行反应可以保证制备的自支撑金属异质纳米超结构产率更高，同时在第一纳米结构表面分布的第二种纳米结构更均匀。
优选地，步骤(1)中所述结构诱导剂的胶束溶液浓度为5mM-50mM，例如可以是5mM、10mM、15mM、20mM、25mM、30mM、35mM、40mM、45mM或50mM，优选为10mM。
在本发明中，结构诱导剂的胶束溶液浓度在此浓度范围内时，可以通过调控反应的动力学来提高自支撑金属异质纳米超结构的产率，优化纳米超结构的有序性结构。
优选地，步骤(2)中所述第二纳米结构通过第二纳米结构的前驱体溶液加入到步骤(1)的种子液中。
优选地，所述第二纳米结构的前驱体溶液的浓度为10μM-100μM，例如可以是10μM、20μM、30μM、40μM、50μM、60μM、70μM、80μM、90μM或100μM，优选为50μM。
在本发明中，通过控制第二纳米结构的前驱体溶液的浓度，从而可以控制制备的自支撑金属异质纳米超结构表面阵列的长度和分布密度；如果浓度低于此浓度范围，则第二纳米结构难以排布在第一纳米结构的表面，即得不到异质结构；而浓度过高于此浓度上限时，则合成的反应速率过于缓慢，且第二纳米阵列的宽度会变大从而相互之间连接在一起，得不到最终想要的阵列式结构，而是实心的包裹。
在本发明中，首先需要将第一纳米结构制成种子液，而后再加入第二纳米结构的前驱体溶液，这样才能保证第二纳米结构在第一纳米结构的表面生长，否则无法得到自支撑金属异质纳米超结构。
优选地，步骤(2)中所述还原反应在还原剂的存在下进行。
优选地，所述还原剂为抗坏血酸。
优选地，所述抗坏血酸的浓度为1mM-10mM，例如可以是1mM、2mM、3mM、4mM、5mM、6mM、7mM、8mM、9mM或10mM，优选为2mM。
在本发明中，可以通过改变还原剂的浓度调控还原反应的速率。
优选地，步骤(2)中所述还原反应的温度为20℃-70℃，例如可以是20℃、30℃、40℃、50℃、60℃或70℃，优选为60℃。
优选地，步骤(2)中所述生长的时间为10min-240min，例如可以是10min、50min、80min、100min、150min、200min、210min、230min或240min，优选为120min。
在本发明中，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一纳米结构的颗粒分散在含有5mM-50mM结构诱导剂的胶束溶液中，得到第一纳米结构的颗粒浓度为0.5nM-5nM种子液；
(2)将浓度为10μM-100μM第二纳米结构的前驱体溶液加入到步骤(1)得到的种子液中，利用抗坏血酸在20℃-70℃进行还原反应，还原前驱体并经过10min-240min老化生长得到所述自支撑金属异质纳米超结构。
第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述的自支撑金属异质纳米超结构在氧分子活化、有机偶联反应、制备光催化剂或制备光电器件中的用途。
本发明提供的自支撑金属异质纳米超结构应用在氧分子活化、有机偶联反应、制备光催化剂或制备光电器件中，表现出良好的催化效率、传感效率，具有广阔的应用前景。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的自支撑金属异质纳米超结构，其采用特定的结构诱导剂进行调控形成自支撑金属异质纳米超结构，相比于现有的自组装方法制备的纳米结构，无需载体自支撑，表现出更多的活性面积，表现出更优越的光催化活性；相比于普通表面活性剂诱导得到的无序结构，本发明使用的结构诱导剂可以调控形成有序的纳米超结构；本发明提供的自支撑金属异质纳米超结构可控，通过改变第一纳米结构的形状或者改变第二纳米结构的含量，可以调控等离子共振光吸收带。
(2)本发明提供额自支撑金属异质纳米超结构表现出更多的活性面积，根据氮气吸脱附实验，本发明的自支撑超结构的比表面积为20m2/g要远远高于1m2/g-5m2/g的传统结构；此外也表现出更优越的光催化活性，在光催化的碳碳键偶联反应当中，自支撑超结构活性是传统结构的3倍左右。
(3)本发明提供的自支撑金属异质纳米超结构的制备方法，具有普适性，制备过程中使用的设备只需要普通的搅拌水浴锅即可，简便易操作，并且制备过程中可通过调控结构诱导剂的浓度、第一纳米结构的浓度和第二纳米结构的前驱体溶液浓度，使得自支撑金属异质纳米超结构的产率提高，并且实现了表面阵列的长度和分布密度的调控，使得自支撑金属异质纳米超结构得到更广泛的应用。
附图说明
图1A是本发明实施例1制备的金纳米棒种子的紫外可见吸收光谱图。
图1B是本发明实施例1制备的金纳米棒种子的透射电镜图。
图2A是本发明实施例1制备的金纳米棒@钯异质纳米超结构的紫外可见吸收光谱图。
图2B是本发明实施例1制备的金纳米棒@钯异质纳米超结构的透射电镜图。
图3A是本发明实施例2制备的金纳米棒@铂异质纳米超结构的紫外可见吸收光谱图。
图3B是本发明实施例2制备的金纳米棒@铂异质纳米超结构的透射电镜图。
图4A是本发明实施例3制备的金纳米三角片种子的紫外可见吸收光谱图。
图4B是本发明实施例3制备的金纳米三角片种子的透射电镜图。
图5A是本发明实施例3制备的金纳米三角片@钯异质纳米超结构的紫外可见吸收光谱图。
图5B是本发明实施例3制备的金纳米三角片@钯异质纳米超结构的透射电镜图。
图6A是本发明实施例4制备的金纳米三角片@铂异质纳米超结构的紫外可见吸收光谱图。
图6B是本发明实施例4制备的金纳米三角片@铂异质纳米超结构的透射电镜图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用的实验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂厂商购买得到的。
以下实施例中：TEM透射电镜照片采用Tecnai G2F20S-TWIN透射电镜得到；紫外可见吸收光谱采用紫外可见光谱仪(Hitachi U-3010)得到；圆二色光谱采用圆二色光谱仪(Jasco J-1500spectropolarimeter)得到。
实施例1
金纳米棒通过种子生长法合成：
将150μL的10mM新鲜配制的NaBH4溶液加入到10mL的0.25mM三甲基十六烷基溴化铵和0.125mM的HAuCl4的混合液中，猛烈地搅拌1分钟后，置于25℃恒温水浴静置，2小时后作为种子液备用。
向10mL的0.1M三甲基十六烷基溴化铵、0.5mM的HAuCl4、0.06mM硝酸银和55μM抗坏血酸的混合液中加入12μL上述晶种，静置过夜。产物用紫外可见吸收光谱和透射电子显微镜进行表征。合成的金纳米棒的消光光谱和透射电镜分别如图1A和1B所示。
由图1A和图1B证明，金纳米棒合成成功，金纳米棒的长径比为3。
金纳米棒@钯异质纳米超结构的制备步骤如下：
(1)配制10mM的十六烷基氯化吡啶胶束溶液；
(2)将金纳米棒分散在(1)中所制备的胶束溶液中得到种子液，浓度为2nM；
(3)向(2)中种子液中加入所需生长的Na2PdCl4前驱体溶液，浓度为50μM；
(4)在60℃温度下加入抗坏血酸(浓度为2mM)还原前驱并老化生长120min得到自支撑金纳米棒@钯异质纳米超结构。
将制备得到的金纳米棒@钯异质纳米超结构用紫外可见吸收光谱和透射电镜进行表征，得到的结果如图2A和图2B所示。从图2A中可以看出金纳米棒@钯异质纳米超结构的吸收带较广；从图2B中可以看出，纳米超结构的表面阵列的长度，并且分布有序。
实施例2
金纳米棒@铂异质纳米超结构的制备步骤如下(其中金纳米棒为实施例1中制备的金纳米棒)：
(1)配制5mM的三甲基十六烷基氯化铵胶束溶液；
(2)将金纳米棒分散在(1)中所制备的胶束溶液中得到种子液，浓度为1nM；
(3)向(2)中种子液中加入所需生长的K2PtCl4前驱体溶液，浓度为50μM；
(4)在60℃温度下加入抗坏血酸(浓度为2mM)还原前驱并老化生长100min得到自支撑金纳米棒@铂异质纳米超结构。
将制备得到的金纳米棒@铂异质纳米超结构用紫外可见吸收光谱和透射电镜进行表征，得到的结果如图3A和图3B所示。从图3A中可以看出金纳米棒@铂异质纳米超结构的吸收带较广；从图3B中可以看出纳米超结构的表面阵列的长度，并且分布有序。
实施例3
金纳米三角片通过种子生长法合成：
将150μL的10mM新鲜配制的NaBH4溶液加入到10mL的0.25mM三甲基十六烷基氯化铵和0.125mM的HAuCl4的混合液中，猛烈地搅拌1分钟后，置于25℃恒温水浴静置，2小时后作为种子液备用。
配置10mL的0.1M三甲基十六烷基氯化铵、0.5mM的HAuCl4、0.1mMNaI的混合溶液A和40mL的0.05M三甲基十六烷基氯化铵、0.5mM的HAuCl4、0.1mM的NaI的混合溶液B。分别向A和B中加入40μL和400μL的100mM的抗坏血酸水溶液搅拌一分钟。紧接着向所得A溶液中加入100μL经稀释10倍的种子液搅拌后立即从A中取出3.2mL溶液加入B中，搅拌10s后再30℃水浴锅中静置。产物用紫外可见吸收光谱和透射电子显微镜进行表征。合成的金纳米三角片的消光光谱和透射电镜分别如图4A和4B所示。
由图4A和图4B可以证明，金纳米三角片合成成功，并且形状规则。
金纳米三角片@钯异质纳米超结构的制备步骤如下：
(1)配制5mM的十六烷基溴化吡啶胶束溶液；
(2)将金纳米三角片分散在(1)中所制备的胶束溶液中得到种子液，浓度为0.5nM；
(3)向(2)中种子液中加入所需生长的Na2PdCl4前驱体溶液，浓度为10μM；
(4)在20℃温度下加入抗坏血酸(浓度为1mM)还原前驱并老化生长10min得到所需自支撑金纳米三角片@钯异质纳米超结构。
将制备得到的金纳米三角片@钯异质纳米超结构用紫外可见吸收光谱和透射电镜进行表征，得到的结果如图5A和图5B所示。从图5A中可以看出金纳米棒@钯异质纳米超结构的吸收带较广；从图5B中可以看出纳米超结构的表面阵列的长度，并且分布有序、均匀。
实施例4
金纳米三角片@铂异质纳米超结构的制备步骤如下(其中金纳米三角片为实施例3中制备的金纳米三角片)：
(1)配制50mM的三甲基十六烷基溴化铵胶束溶液；
(2)将金纳米三角片分散在(1)中所制备的胶束溶液中得到种子液，浓度为5nM；
(3)向(2)中种子液中加入所需生长的Na2PtCl4前驱体溶液，浓度为100μM；
(4)在70℃温度下加入抗坏血酸(浓度为10mM)还原前驱并老化生长240min得到所需自支撑金纳米三角片@铂异质纳米超结构。
将制备得到的金纳米三角片@铂异质纳米超结构用紫外可见吸收光谱和透射电镜进行表征，得到的结果如图6A和图6B所示。从图6A中可以看出金纳米棒@铂异质纳米超结构的吸收带较广；从图6B中可以看出纳米超结构的表面阵列的长度，并且分布有序、均匀。
实施例5
与实施例1相比，仅将十六烷基氯化吡啶替换为三甲基十六烷基氯化铵，其它与实施例1相同。
本实施例得到的钯纳米阵列排布的有序性大大降低。
实施例6
与实施例1相比，仅将十六烷基氯化吡啶替换为三甲基十六烷基溴化铵，其它与实施例1相同。
本实施例得到的结构不是阵列式排布结构而是实心包裹。
实施例7
与实施例1相比，仅将十六烷基氯化吡啶替换为十六烷基溴化吡啶，其它与实施例1相同。
本实施例中钯为点状式的仅分布在金纳米棒头端，分布不均匀。
实施例8
经过在-196℃下氮气的吸脱附实验表明，实施例1所得自支撑超结构的比表面积约为20m2/g，要远远高于实施例5-7制备的纳米结构的比表面积1-5m2/g。
实施例9
研究和对比40℃下碘苯与苯硼酸之间的光增强碳-碳键偶联反应，表明实施例1所得自支撑超结构的催化活性为实施例5-7所得纳米结构的2-3倍。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例使用的结构诱导剂为四丁基溴化铵，浓度仍为10mM，制备得到金纳米棒@钯异质纳米超结构。
通过将本对比例中制备得到的金纳米棒@钯异质纳米超结构进行透射电镜表征，可以看出形成的纳米超结构相比于实施例1制备得到的纳米超结构，其是简单无序的，并且制备过程中，反应速率降低，反应时间增长。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例使用的结构诱导剂为四辛基溴化铵，浓度仍为10mM，制备得到金纳米棒@钯异质纳米超结构。
通过将本对比例中制备得到的金纳米棒@钯异质纳米超结构进行透射电镜表征，可以看出形成的纳米超结构相比于实施例1制备得到的纳米超结构，其是简单无序的，反应速率降低，反应时间增长，得到实心包裹的纳米异质结构。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例使用的结构诱导剂浓度为52mM，制备得到金纳米棒@钯异质纳米超结构。
将制备得到的金纳米棒@钯异质纳米超结构进行表征，可以看出钯由阵列式结构蜕变为十分紧密堆叠的枝状或者类实心结构。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例使用的结构诱导剂浓度为4mM，制备得到金纳米棒@钯异质纳米超结构。
将制备得到的金纳米棒@钯异质纳米超结构进行表征，可以看出钯由阵列式结构蜕变为十分紧密堆叠的枝状或者类实心结构。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中使用的金纳米棒长径比为8，制备得到金纳米棒@钯异质纳米超结构。
将制备得到的金纳米棒@钯异质纳米超结构进行消光光谱表征，可以得出的结论是，本对比例制备的纳米超结构光吸收范围缩小，范围边窄。
对比例6
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中金纳米棒在种子液中的浓度为6nM，制备得到金纳米棒@钯异质纳米超结构。
通过制备过程中检测发现，本对比例制备的产率降低，表征结果显示，钯在金纳米棒的表面分布的均匀性下降。
对比例7
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中Na2PdCl4前驱体溶液的浓度为125μM，制备得到金纳米棒@钯异质纳米超结构。
通过本对比例测试可以得出，本对比例的反应速率过于缓慢，且钯阵列的宽度变大，相互连接在一起，得到实心的包裹结构。
对比例8
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中Na2PdCl4前驱体溶液的浓度为5μM，制备得到金纳米棒@钯异质纳米超结构。
本对比例中钯结构难以排布在金纳米棒表面，得不到异质结构。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的自支撑金属异质纳米超结构及其制备方法和用途，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种自支撑金属异质纳米超结构，其特征在于，所述自支撑金属异质纳米超结构包括由第一纳米结构的内核和分布在所述第一纳米结构的内核表面的第二纳米结构的外壳组成的核壳结构，所述第一纳米结构和所述第二纳米结构在结构诱导剂诱导下形成所述自支撑金属异质纳米超结构；
其中，所述第二纳米结构为有序阵列结构；
所述结构诱导剂为十六烷基氯化吡啶；
所述自支撑金属异质纳米超结构的制备方法包括以下步骤：
(1)将第一纳米结构的颗粒分散在含有5mM-50mM结构诱导剂的胶束溶液中，得到第一纳米结构的颗粒浓度为0.5nM-5nM种子液；
(2)将浓度为10μM-100μM第二纳米结构的前驱体溶液加入到步骤(1)得到的种子液中，利用抗坏血酸在20℃-70℃进行还原反应，还原前驱体并经过10min-240min老化生长得到所述自支撑金属异质纳米超结构。
2.根据权利要求1所述的自支撑金属异质纳米超结构，其特征在于，所述第一纳米结构包括金纳米棒、金纳米三角片或银纳米片中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的自支撑金属异质纳米超结构，其特征在于，所述第一纳米结构为金纳米棒。
4.根据权利要求3所述的自支撑金属异质纳米超结构，其特征在于，所述金纳米棒的长径比为2-4。
5.根据权利要求4所述的自支撑金属异质纳米超结构，其特征在于，所述金纳米棒的长径比为3。
6.根据权利要求1所述的自支撑金属异质纳米超结构，其特征在于，所述第二纳米结构的前驱体包括氯钯酸钠、氯亚钯酸钠、氯铂酸钾、氯铂酸钠或三氯化钌中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的自支撑金属异质纳米超结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将第一纳米结构的颗粒分散在含有5mM-50mM结构诱导剂的胶束溶液中，得到第一纳米结构的颗粒浓度为0.5nM-5nM种子液；
(2)将浓度为10μM-100μM第二纳米结构的前驱体溶液加入到步骤(1)得到的种子液中，利用抗坏血酸在20℃-70℃进行还原反应，还原前驱体并经过10min-240min老化生长得到所述自支撑金属异质纳米超结构。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的自支撑金属异质纳米超结构的用途，其特征在于，所述用途包括在氧分子活化、有机偶联反应、制备光催化剂或制备光电器件中的用途。
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