[发明专利]一种包含多核的铂-聚合物纳米核壳材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种包含多核的铂‑聚合物纳米核壳微球的制备方法，首先，以间苯二酚及甲醛为前驱物，氢氧化钠或氨水为催化剂及碱度调节剂，表面活性剂CTAB和F127为共稳定剂，采用改进的Stöber法在醇‑水溶液中合成间苯二酚‑甲醛树脂（RF）纳米微球；随后，以氯铂酸或氯化铂为铂源，水热法制备包含多核的铂外包覆间苯二酚‑甲醛树脂（Pt@RF）的纳米微球。该合成方法可拓展至制备其它贵金属‑聚合物核壳微球，包含多核的Au@RF、Pd@RF等复合材料的制备。此外，还可将贵金属‑聚合物核壳微球作为前驱物，制备得到Pt@C、Au@C、Pd@C等贵金属‑多孔碳材料，并应用于催化或锂离子电池等领域。

技术领域

本发明属于功能性纳米核壳材料技术领域，具体公开了一种包含多核的铂-聚合物纳米核壳材料的制备方法。

背景技术

近年来，具有特殊核壳结构的复合材料受到了人们的广泛关注，并被应用于催化、吸附、生物成像、药物传输和锂离子电池等领域。核壳材料同时具备核与壳两种组分的功能，外部的壳层还可以避免内部的纳米粒子核发生团聚或者变形。人们现已制备出多种壳层来包覆金属纳米颗粒，包括聚合物、氧化硅、碳、氧化锆和氧化钛等。其中，聚合物包覆金属颗粒的核壳材料引起了人们的研究兴趣，并已成功应用于催化、抗菌及生物成像等方面。

目前，聚合物包覆金属颗粒的核壳材料一般需预先制备金属纳米颗粒，再在金属核表面进行壳层的聚合反应，聚合物壳层的包覆过程较难控制，且大部分为单核材料。因此，发明一种简单且可控的方法来制备包含多核的贵金属-聚合物纳米核壳材料，具有重要的意义和价值。

发明内容

本发明公开了一种包含多核的铂-聚合物纳米核壳微球的制备方法，合成过程简单且可控，所得材料形貌均一，应用范围广。

其技术方案是：将改进的Stöber法及水热法相结合，先制备聚合物壳层再引入贵金属核，二步得到包含多核的Pt@RF纳米核壳微球。

本发明所述的一种包含多核的铂-聚合物纳米核壳微球的制备方法，以间苯二酚及甲醛为前驱物，氢氧化钠或氨水为催化剂及碱度调节剂，表面活性剂CTAB和F127为共稳定剂，氯铂酸或氯化铂为铂源。

具体制备方法步骤如下：

(1) 称量0.02-0.25 g十六烷基三甲基溴化铵CTAB和0.02-1.0 g聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物F127，加入5-10 mL去离子水及5-15 mL无水乙醇的混合液，30-60 ℃下搅拌15-60分钟后，加入0.02-0.50 mL 0.5 M 氢氧化钠NaOH水溶液或25 wt%氨水继续搅拌30分钟；

(2) 加入0.02-0.30 g间苯二酚，搅拌30分钟后加入0.05-0.50 mL甲醛水溶液，将混合液在30 ℃下搅拌24小时后加入0.25-1.0 mL 0.1 M氯铂酸H₂PtCl₆·6H₂O或氯化铂PtCl₄水溶液，并将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜，于100 ℃下反应18-24小时；

(3) 将产物离心，用水及乙醇洗涤后，置于烘箱内60 ℃隔夜干燥并用玛瑙研钵研细，得到包含多核的Pt@RF纳米核壳微球。

进一步的，步骤（3）所述的洗涤包括水洗涤和乙醇洗涤两个洗涤步骤，其中先用水洗涤2次，再用乙醇洗涤3次。

进一步的，本发明所述的一种包含多核的铂-聚合物纳米核壳微球的制备方法，可拓展至制备其它贵金属-聚合物核壳微球，例如包含多核的Au@RF、Pd@RF等复合材料的制备。

进一步的，本发明所述的一种包含多核的铂-聚合物纳米核壳微球的应用方法，可将得到的贵金属-聚合物核壳微球作为前驱物，制备Pt@C、Au@C、Pd@C等贵金属-多孔碳材料，并应用于催化或锂离子电池等领域。

本发明的有益效果是：