[发明专利]一种在氧化物基底上制备单分散Pt纳米粒子的方法

说明书

一种在氧化物基底上制备单分散Pt纳米粒子的方法，首先利用熔盐法制备氧化物前驱体，将前驱体分散到Pt的水溶液中，在紫外光的照射下，在前驱体的表面形成粒径小且分布比较均匀的Pt纳米粒子，在高温下煅烧调控Pt纳米粒子的价态，冷却后得到不同氧化状态的单分散Pt纳米粒子，本发明具有工艺简单和无污染等优点，制备的Pt纳米粒子的特点在于粒径较小、分散单一且均匀、氧化状态可调控，附着在氧化物前驱体上，可用于纳米电子及催化领域。

技术领域

本发明涉及纳米电子及催化技术领域，特别涉及一种在氧化物基底上制备单分散Pt纳米粒子的方法。

背景技术

金属纳米粒子具有独特的物理化学性能，并且在催化、光电子器件、磁性材料、涂层材料等领域具有广泛的应用前景，因此它的制备得到了广泛的研究。但由于金属纳米粒子的尺寸对其物理化学性质具有较大影响，一般来说缩小金属纳米颗粒的尺寸不仅可以使其物理化学性能得到优化，而且可以节约成本。已报导的制备单分散金属纳米粒子的方法大多需要添加化学还原剂或者高温条件，但是到目前为止，在室温下通过光化学方法制备单分散金属纳米粒子的相关报道较为少见。

此外，金属纳米粒子的氧化状态对其物理化学性质也具有较大影响，已报导的对金属纳米粒子的研究大多集中在研究零价金属纳米颗粒的理化性质，而有关于金属纳米粒子氧化状态对其物理化学性质的影响研究很少。

光化学方法在制备金属纳米粒子方面具有一些优势，如：反应条件温和在室温下就能进行；只通过光照就能实现，绿色环保。但目前通过光化学方法制备金属纳米粒子的过程，一般都是通过使用化学还原剂或者高温条件来实现金属盐的还原，如：可通过用硼氢化钠还原AuCl₃·HCl·4H₂O水溶液来制备金纳米粒子、通过热高压过程还原PtCl₄·2HCl·4H₂O来制备铂纳米粒子。此外，一般制备金属纳米粒子在比表面积较大的氧化物基底上较为容易，但是在比表面积较小的氧化物基底上制备单分散的金属纳米粒子的报导很少。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种在氧化物基底上制备单分散Pt纳米粒子的方法，能够在室温下通过光照实现Pt纳米粒子在比表面积较小的氧化物表面的均匀生长，具有工艺简单、无污染的特点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种在氧化物基底上制备单分散Pt纳米粒子的方法，步骤如下：

步骤1：通过熔盐法和高温固相法制备氧化物前驱体；

步骤2：将氧化物前驱体加入Pt的水溶液中，得到含氧化物前驱体溶液；

步骤3：用紫外光照射步骤2所得含氧化物前驱体溶液，同时用磁搅拌子搅拌溶液；

步骤4：光化学反应结束后经过过滤、洗涤、干燥后在前驱体表面上获得单分散Pt纳米粒子；

步骤5：将步骤4所得单分散Pt纳米粒子在300℃、400℃和500℃条件下分别煅烧3h，冷却后得到不同氧化状态的单分散Pt纳米粒子。

所述氧化前驱体为SrBi₂Ta₂O₉。

所述步骤2中Pt的来源为氯化铂、铂片、氯铂酸。

所述步骤3的紫外光波长为365nm，辐照强度为20mW/cm²。

所述步骤3的搅拌子转速为500转/分钟，搅拌反应时间为4小时。

所述含氧化物前驱体溶液光化学反应时的温度为25℃。

所述步骤4干燥的温度为60℃，干燥时间为10小时。

所述煅烧时的升温速率均为2.2℃/min。