[发明专利]石墨烯量子点稳定的银和/或铑纳米颗粒的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种银和/或铑双金属纳米颗粒的合成方法，属于纳米材料合成方法的技术领域。本发明利用在石墨烯量子点的水溶液中加入硼氢化钠溶液，然后再加入硝酸银溶液、硝酸铑溶液及硝酸银和硝酸铑的混合溶液分别制得银、铑及银铑双金属纳米颗粒。本发明的银铑双金属纳米颗粒是在双金属体系中混合银铑双金属，一方面这种双金属催化剂比纯的铑便宜可以节约成本，另一方面银铑双金属的催化效果比银要好，这就进一步提高了催化性能，同时也能降低了贵金属的损耗。

技术领域

本发明涉及一种新型银、铑及银铑双金属纳米颗粒的制备方法及其应用，属于功能材料领域。

背景技术

由于现代科学技术的不断发展，纳米材料应用的技术领域越来越广，纳米颗粒因其独特的性能，如量子尺寸效应、表面效应、界面效应、体积效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等，引起了材料和催化领域的广泛关注，而纳米颗粒制备技术则是纳米材料性能研究和应用的重要基础。

石墨烯量子点作为石墨烯家族新的一员，是一种横向尺寸低于100nm且具有10层以下石墨烯片段的新型碳荧光纳米材料，零维的量子点由于其尺寸原因，量子限域效应和边带效应更加明显,也使石墨烯量子点具有更多新兴的化学物理性质。同时，石墨烯量子点也具有良好的溶解性和化学惰性、持续的发光性能、较易的表面嫁接性。

银作为地球上一种较为丰富的化学元素，其化学性质稳定，活跃性低，导热、导电性能很好，不易受化学药品腐蚀，质软，富延展性。在电子电器材料、感光材料、工艺饰品及化学化工材料等方面都有着重要的应用。银作为一种高效的催化剂资源也已经被广泛的报导，在很多领域都有着良好的应用前景。

铑作为一种贵金属元素，存在于铂矿中，属于铂族金属比较稀缺。铑是一种银白色金属，以单质状存在，质极硬，耐磨，也有相当的延展性，在热电偶、铂铑合金、电镀行业有着广泛的应用，同时铑还是一种高效的催化剂资源，有着极大的应用前景。

但众所周知的银和铑两种金属互不相溶，所以构建银铑双金属体系并不简单。针对这一问题，我们将硝酸银、硝酸铑溶液通过简单的机械搅拌，然后用硼氢化钠还原的方法将这两种金属混合得到双金属纳米颗粒。

发明内容

本发明是提供了一种新的制备银、铑及银铑双金属纳米颗粒的方法及其应用。

本发明的所述的石墨烯量子点稳定的银和/或铑纳米颗粒催化剂，以石墨烯量子点和硝酸银(硝酸铑、硝酸银和硝酸铑混合物溶液)为原料，在去离子水中混合后，以硼氢化钠还原得到银和/或铑纳米颗粒。催化性能测试表明该催化剂能较好的催化过氧化氢产生羟基自由基降解亚甲基蓝。

具体技术方案如下：

石墨烯量子点稳定的银、铑、或银铑双金属纳米颗粒的制备方法：

步骤1：合成石墨烯量子点：取可溶性淀粉于容器中，加水，在30-100℃的油浴条件下搅拌溶解后倒入反应釜，放入烘箱100-200℃反应2-10h，离心制得石墨烯量子点溶液；

步骤2:取分散均匀的石墨烯量子点于容器中，搅拌1-10分钟；

步骤3：在步骤2完成后，加入去离子水，然后搅拌1-30分钟；

步骤4：在步骤3完成后，加入硼氢化钠水溶液，所加硼氢化钠的物质的量为所加硝酸银(硝酸铑、或硝酸银与硝酸铑混合溶液)物质的量的20-30倍，滴加完成后搅拌均匀20-40分钟；

步骤5：在步骤4完成后，加入硝酸银(硝酸铑、或硝酸银与硝酸铑混合溶液)，然后搅拌1-6小时。即可制得石墨烯量子点稳定的银(铑、银铑双金属)纳米颗粒。

步骤4中所滴硼氢化钠水溶液的速度为每毫升5-30秒，滴加完成后继续搅拌20-40分钟。