[发明专利]一种水溶性无定型贵金属纳米粒子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水溶性无定型贵金属纳米粒子及其制备方法，涉及贵金属纳米材料技术领域。包括以下步骤：将贵金属源、还原剂均匀分散于水溶剂中，随后调节反应溶液pH值为2～8后，于120～200℃水热反应10～20h，即得所述水溶性无定型贵金属纳米粒子。本发明提供的制备贵金属纳米粒子方法，简单可控，可大量制备，易于工业化。

技术领域

本发明涉及贵金属纳米材料技术领域，具体涉及一种水溶性无定型贵金属纳米粒子及其制备方法。

背景技术

水溶性可提高金属纳米粒子的应用范围，使得其在催化、生物、医疗、精细化工等方面的应用更为广泛。尤其在催化领域，采用非晶态金属纳米粒子材料作为催化剂可以提高催化活性和选择性。与晶体相比较，无定型结构的金属颗粒的应用更为灵活，非晶相原子无规则排布，拥有更多随机取向的不饱和键，有利于反应物的吸附。同时，非晶相中存在大量可以灵活变化的局部结构，可以加速活性位点和中间体之间的电荷转移。

目前，合成水溶性纳米粒子的方法中，不管是直接还原法还是合成后表面修饰法，均需要添加模板或者表面活性剂，在金属表面修饰或者吸附长链的亲水性基团。有些修饰基团难以除去，限制了实际应用，且可控性较差，制备的颗粒尺寸分布宽，容易在水中沉淀出来。现有技术中在制备水溶性无定型贵金属纳米粒子时实现一步金属还原和表面亲水性修饰过程鲜有报道，为此，提供一种不需要额外添加长链亲水性基团而制备出在水溶剂中具有高分散的无定型贵金属纳米粒子，为拓宽金属纳米粒子的应用奠定基础。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术中存在的不足，提供种水溶性无定型贵金属纳米粒子的制备方法，该方法利用具有还原性的无机酸如次磷酸钠和贵金属盐反应可以根据需要直接得到具有不同结晶度和不同组成并修饰亲水性磷酸根的水溶性贵金属纳米材料。而且金属颗粒表面特殊的配位环境，使得其可以很好地分散在多种类基底上。得到的炭复合材料已应用于电催化水分解。

本发明第一个目的提供一种水溶性无定型贵金属纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

将贵金属源、还原剂均匀分散于水溶剂中，随后调节反应溶液pH值为2～8后，于120～200℃水热反应10～20h，即得所述水溶性无定型贵金属纳米粒子。

优选的，所述贵金属源包括铂源、铑源、铱源、钌源、锇源中的一种或多种。

优选的，所述铂源为氯化铂、氯铂酸或氯铂酸盐；

所述铱源为氯化铱、氯铱酸、醋酸铱、硫酸铱或氯铱酸盐；

所述钌源为氯化钌、氯钌酸、醋酸钌或氯钌酸盐；

所述铑源为氯化铑、氯铑酸、醋酸铑或氯铑酸盐；

所述铱源为氯化锇、氯锇酸、醋酸锇或氯锇酸盐。

优选的，所述还原剂为次磷酸、次磷酸盐、亚磷酸、亚磷酸盐或磷酸。

优选的，采用碱液调节反应溶液pH值，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。

优选的，所述还原剂与所述贵金属源的摩尔比为1:0.01～0.1。

本发明第二个目的提供一种水溶性无定型贵金属纳米粒子，所述纳米粒子粒径为1～2nm。

本发明第三个目的提供一种水溶性无定型贵金属纳米粒子分散液，所述分散液是通过将上述的纳米粒子均匀分散到水溶剂中而制得，所述分散液在pH范围在1～14的溶液中可稳定存在。

本发明第四个目的提供一种复合物，包括炭基载体及所述炭基载体上负载的上述的贵金属纳米粒子。

本发明第五个目的提供一种复合物的制备方法，包括以下步骤：将炭基载体与上述的贵金属纳米粒子采用超声的方式均匀分散于水溶剂中，在经多次离心洗涤后，即得所述复合物。