[发明专利]制备碳载体‑金属纳米粒子复合物的方法以及由该方法制备的碳载体‑金属纳米粒子复合物

说明书

技术领域

本申请要求于2013年8月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2013-0091405的优先权及权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。

本申请涉及制备碳载体-金属纳米粒子复合物的方法以及由所述方法制备的碳载体-金属纳米粒子复合物。

背景技术

纳米粒子是具有纳米级粒度的粒子，并且由于较大的比表面积以及电子转移所需能量根据物质尺寸改变的量子限制效应而显示出完全不同于块体材料的光、电和磁性质。因此，由于这些性质，许多关注都集中在纳米粒子在催化、电磁、光学和医疗等领域中的适用性上。纳米粒子可以视为块体与分子之间的中间物，并且可以按照两个方向上的方法，即“自上而下”法和“自下而上”法来合成。

合成金属纳米粒子的方法的实例包括使用还原剂在溶液中还原金属离子的方法、使用伽马射线合成金属纳米粒子的方法以及电化学方法等，然而在现有的方法中，难以合成具有均匀尺寸和形状的纳米粒子，或者由于多种原因(例如由使用有机溶剂引起的环境污染和高成本等问题)而难以经济地大批量生产高质量的纳米粒子。

此外，由于金属纳米粒子容易经热处理温度或反应温度而变得不稳定，因而很多情况下将金属纳米粒子分散在载体中并使用。因此，需要开发一种可以有效地在载体上负载金属纳米粒子的方法。

[引文列表]

韩国专利申请公开No.10-2005-0098818

发明内容

技术问题

本申请所要解决的问题为提供一种制备碳载体-金属纳米粒子复合物的方法，该方法可以有效地在碳载体上负载具有均匀纳米尺寸的纳米粒子。

此外，本申请所要解决的另一问题是提供一种由所述制备方法制备的碳载体-金属纳米粒子复合物。

本申请所要解决的问题并不局限于前述技术问题，并且本领域的技术人员从下面的描述中可以清楚地理解其它未提及的技术问题。

技术方案

本申请的示例性实施方案提供一种制备碳载体-金属纳米粒子复合物的方法，该方法包括：形成包含碳载体的溶液，在所述溶液中，通过在溶剂中混合碳载体和表面活性剂而在所述碳载体的表面上引出亲水性官能团；通过向所述溶液中加入第一金属盐和第二金属盐来混合所述第一金属盐和所述第二金属盐；以及通过向所述溶液中加入还原剂来形成金属纳米粒子。

本申请的另一示例性实施方案提供由所述制备方法制备的碳载体-金属纳米粒子复合物。具体而言，本申请的另一示例性实施方案提供一种碳载体-金属纳米粒子复合物，该碳载体-金属纳米粒子复合物包含：在其表面上引出亲水性官能团的碳载体，以及包含两种金属的金属纳米粒子，其中，所述金属纳米粒子的平均粒径为30nm以下，以及所述金属纳米粒子负载在所述碳载体上。

有益效果

当采用根据本申请的示例性实施方案的制备方法时，具有如下优点：通过在均匀分散的碳载体上有效地负载具有几个纳米均匀尺寸的金属纳米粒子，可以改善具有均匀尺寸的金属纳米粒子对于碳载体的分散性和负载率。

当采用根据本申请的示例性实施方案的制备方法时，具有如下优点：由于无需对碳载体进行化学预处理例如酸处理，因此该碳载体具有优异的耐腐蚀性。具体而言，当采用根据本申请的示例性实施方案的制备方法时，碳载体可以将比表面积和电导率的损失最小化，从而表现出优异的性能。

附图说明

图1示出了制备根据实施例1制备的碳载体-金属纳米粒子复合物的预期示意图；

图2示出了根据实施例1制备的碳载体-金属纳米粒子复合物的透射电子显微镜(TEM)图像；

图3示出了根据实施例1制备的碳载体-金属纳米粒子复合物的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF STEM)图像；

图4示出了根据实施例1制备的碳载体-金属纳米粒子复合物中的Ni的HAADF STEM图像；

图5示出了根据实施例1制备的碳载体-金属纳米粒子复合物中的Pt的HAADF STEM图像；

图6示出了根据实施例1制备的碳载体-金属纳米粒子复合物中的Ni和Pt的HAADF STEM图像；

图7示出了根据实施例1制备的碳载体-金属纳米粒子复合物的通过能量色散谱仪(EDS)得到的分析结果；

图8示出了根据实施例2制备的碳载体-金属纳米粒子复合物的透射电子显微镜(TEM)图像；

图9为图8的图像的放大图；

图10示出了根据比较例1制备的碳载体-金属纳米粒子复合物的透射电子显微镜(TEM)图像；