專利名稱：一種一維合金納米線的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金納米粒子的制備方法，特別涉及一種一維
Pt-M(M=Ni，Pd，Au， Pb， Fe， Ru)合金納米線的制備方法。
背景技術(shù)：
一維結(jié)構(gòu)的貴金屬Pt-M(M-Ni，Pd,Au， Pb， Fe， Ru)合金納米粒子在 燃料電池催化，光學(xué)，磁存儲(chǔ)，生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用一直受到極大關(guān)注。 尤其在燃料電池催化方面，R-M(M=Ni, Pd, Au， Pb， Fe， Ru)合金納米粒
子已展示出更諸多優(yōu)越性，比如更高的催化活性，更長的催化壽命，更低 的成本等。
但是目前為止，對一維Pt-M合金納米粒子的制備合成報(bào)道僅限于模 板法，但是模板法制備的產(chǎn)量有限，并且操作過程復(fù)雜，制備成本高昂， 獲得的納米線直徑一般大于20 nm，比表面較低，因此大大限制了其催化 性能的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種制備工藝簡 單，成本低且能夠批量制備的一維合金納米線的制備方法。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
1)首先，將濃度為5-30mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨的氯仿溶液 與濃度為2 15mg/mL的K2PtCU或H2PtCl4 6H20溶液按十六烷基三甲 基溴化銨與K2PtCU或H2PtCl4 *6H20溶液中Pt離子的質(zhì)量比為0.5 3: 1混合均勻得混合溶液A;
2) 然后，在獲得的混合溶液A中加入濃度為2 15mg/mL的Ni、 Pd、 Au、 Pb、 Fe或Ru的可溶性鹽、鉀鹽、鈉鹽或酸溶液得混合溶液B，其中 加入的Ni、 Pd、 Au、 Pb、 Fe或Ru的可溶性鉀鹽、鈉鹽或酸溶液中Ni、 Pd、 Au、 Pb、 ？6或尺11與？1離子的摩爾數(shù)之比為0.2 5: 1;
3) 最后，在混合溶液B中加入純水，使混合溶液中十六烷基三甲基 溴化銨的濃度保持在0.5~2mg/mL，并在攪拌過程中加入濃度為0.005 2g/mL的NaBH4，其中NaBH4與Pt離子的摩爾數(shù)比為1 10: 1，持續(xù)攪 拌離心分離后得合金納米線。
本發(fā)明的Ni、 Pd、 Au、 Pb、 Fe或Ru的可溶性鹽、鉀鹽、鈉鹽或酸 為NiCl2 nH20、 H2PdCl4 nH2。、 K2PdCl4 nH2。、 HAuC" nH2。、 KAuCU nH20、 NaAuCl4 nH20、 PbCl2nH20、 Na2PdCl4 nH20、 FeCl2 nH20或RuCl3 nH20，且分子帶有結(jié)晶水的數(shù)量為n=0 6。
本發(fā)明將十六烷基三甲基溴化銨(簡稱CTAB)的氯仿溶液、氯鉑酸 或氯鉑酸鹽的水溶液以及Ni、 Pd、 Au、 Pb、 Fe、 Ru金屬離子的可溶性鹽、 鉀鹽、鈉鹽或酸溶液注入燒瓶中，并進(jìn)行機(jī)械或磁力攪拌，待溶液混合均 勻后，再添加硼氫化鈉溶液進(jìn)行還原，繼續(xù)攪拌一段即可得到相應(yīng)的合金 納米線。整個(gè)制備過程操作簡便，可用于不同種類合金納米線的制備，并 且可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。從而實(shí)現(xiàn)了一維Pt-M(M-Ni，Pd，Au， Pb， Fe， Ru) 合金納米線的大量制備。并且該方法具有操作簡便，成本低廉，所獲得的 合金納米粒子直徑在1.5-4nm之間，具有很大的比表面，因而在催化等領(lǐng) 域具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:首先，將濃度為10mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨的氯仿 溶液與濃度為8mg/mL的K2PtCU溶液按十六烷基三甲基溴化銨與K2PtCl4 溶液中Pt離子的質(zhì)量比為0.5: 1混合均勻得混合溶液A;然后，在獲得 的混合溶液A中加入濃度為2mg/mL的RuCl3溶液得混合溶液B，其中加 入的RuCl3溶液中的Ru與Pt離子的摩爾數(shù)之比為0.5: 1;最后，在混合 溶液B中加入純水，使混合溶液中十六烷基三甲基溴化銨的濃度保持在 2mg/mL,并在攪拌過程中加入濃度為0.005g/mL的NaBH4，其中NaBHj 與Pt離子的摩爾數(shù)比為5: 1，持續(xù)攪拌離心分離后獲得平均直徑為2.5nm 的PtRu合金納米線。
實(shí)施例2:首先，將濃度為18mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨的氯仿 溶液與濃度為10mg/mL的H2PtCl4 6H20溶液按十六烷基三甲基溴化銨 與H2PtCL^ 6H20溶液中Pt離子的質(zhì)量比為1.8: l混合均勻得混合溶液 A;然后，在獲得的混合溶液A中加入濃度為13mg/mL的FeCl2.4H20溶 液得混合溶液B，其中加入的FeCl2.4H20溶液中的Fe與Pt離子的摩爾數(shù) 之比為1: 1;最后，在混合溶液B中加入純水，使混合溶液中十六烷基 三甲基溴化銨的濃度保持在1.5mg/mL,并在攪拌過程中加入濃度為 0.03g/mL的NaBH4，其中NaBH4與Pt離子的摩爾數(shù)比為6: 1，持續(xù)攪拌 離心分離后獲得平均直徑為2.5nm的PtFe合金納米線。
實(shí)施例3:首先，將濃度為24mg/mL的十六垸基三甲基溴化銨的氯仿 溶液與濃度為2mg/mL的K2PtCU溶液按十六烷基三甲基溴化銨與K2PtCl4 溶液中Pt離子的質(zhì)量比為2,3: 1混合均勻得混合溶液A;然后，在獲得 的混合溶液A中加入濃度為8mg/mL的NiCl2.6H20溶液得混合溶液B， 其中加入的NiCl2.6H20溶液中的Ni與Pt離子的摩爾數(shù)之比為2:1;最后，在混合溶液B中加入純水，使混合溶液中十六烷基三甲基溴化銨的濃度保 持在0.5mg/mL，并在攪拌過程中加入濃度為0.08g/mL的NaBH4,其中 NaBH4與Pt離子的摩爾數(shù)比為8: 1，持續(xù)攪拌離心分離后獲得平均直徑 為2.5nm的PtNi合金納米線。
實(shí)施例4:首先，將濃度為14mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨的氯仿 溶液與濃度為13mg/mL的H2PtCl4 6H20溶液按十六烷基三甲基溴化銨 與H2RC14 6H20溶液中Pt離子的質(zhì)量比為1.0:1混合均勻得混合溶液A; 然后，在獲得的混合溶液A中加入濃度為15mg/mL的PdCV溶液得混合 溶液B，其中加入的PdCl2溶液中的Pd與Pt離子的摩爾數(shù)之比為5: 1; 最后，在混合溶液B中加入純水，使混合溶液中十六烷基三甲基溴化銨的 濃度保持在0.8mg/mL，并在攪拌過程中加入濃度為0.4g/mL的NaBH4， 其中NaBH4與Pt離子的摩爾數(shù)比為2: 1,持續(xù)攪拌離心分離后獲得平均 直徑為2.5nm的PtPd合金納米線。
實(shí)施例5:首先，將濃度為20mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨的氯仿 溶液與濃度為5mg/mL的H2PtCl4 6H20溶液按十六垸基三甲基溴化銨與 H2PtCl4 6H20溶液中Pt離子的質(zhì)量比為3: 1混合均勻得混合溶液A; 然后，在獲得的混合溶液A中加入濃度為6mg/mL的HAuCl4.4H20溶液 得混合溶液B，其中加入的HAuCl4.4H20溶液中的Au與Pt離子的摩爾數(shù) 之比為1: 1;最后，在混合溶液B中加入純水，使混合溶液中十六烷基 三甲基溴化銨的濃度保持在1.2mg/mL，并在攪拌過程中加入濃度為 0.8g/mL的NaBH4，其中NaBH4與Pt離子的摩爾數(shù)比為1: 1，持續(xù)攪拌 離心分離后獲得平均直徑為2.5nm的PtAu合金納米線。
實(shí)施例6:首先，將濃度為5mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨的氯仿溶液與濃度為15mg/mL的H2PtCl4 6H20溶液按十六烷基三甲基溴化銨 與H2PtCl4 6H20溶液中Pt離子的質(zhì)量比為1.5:1混合均勻得混合溶液A; 然后，在獲得的混合溶液A中加入濃度為10mg/mL的K2PdCU溶液得混 合溶液B，其中加入的K2PdCU溶液中的Pd與Pt離子的摩爾數(shù)之比為1.2: 1;最后，在混合溶液B中加入純水，使混合溶液中十六烷基三甲基溴化 銨的濃度保持在1.8mg/mL，并在攪拌過程中加入濃度為lg/mL的NaBH4， 其中NaBH4與Pt離子的摩爾數(shù)比為10: 1,持續(xù)攪拌離心分離后獲得平 均直徑為2.5nm的PtPd合金納米線。
實(shí)施例7:首先，將濃度為30mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨的氯仿 溶液與濃度為6mg/mL的H2PtCl4 6H20溶液按十六烷基三甲基溴化銨與 H2PtCl4 6H20溶液中Pt離子的質(zhì)量比為2.6: 1混合均勻得混合溶液A; 然后，在獲得的混合溶液A中加入濃度為5mg/mL的Na2PdCl4 6H20溶 液得混合溶液B，其中加入的Na2PdCl4 6H20溶液中的Pd與Pt離子的 摩爾數(shù)之比為5: 1;最后，在混合溶液B中加入純水，使混合溶液中十 六垸基三甲基溴化銨的濃度保持在1.0mg/mL，并在攪拌過程中加入濃度 為2g/mL的NaBH4，其中NaBH4與Pt離子的摩爾數(shù)比為6: 1，持續(xù)攪拌 離心分離后獲得平均直徑為2.5nm的PtPd合金納米線。
實(shí)施例8:首先，將濃度為27mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨的氯仿 溶液與濃度為llmg/mL的K2PtCl4溶液按十六烷基三甲基溴化銨與K2PtCU 溶液中Pt離子的質(zhì)量比為0.8: 1混合均勻得混合溶液A;然后，在獲得 的混合溶液A中加入濃度為12mg/mL的PbCV溶液得混合溶液B，其中加 入的PbCl2溶液中的Pb與Pt離子的摩爾數(shù)之比為2: 1;最后，在混合溶 液B中加入純水，使混合溶液中十六烷基三甲基溴化銨的濃度保持在1.3mg/mL，并在攪拌過程中加入濃度為1.5g/mL的NaBH4,其中NaBH4 與Pt離子的摩爾數(shù)比為3: 1,持續(xù)攪拌離心分離后獲得平均直徑為2.5nm 的PtPb合金納米線。
權(quán)利要求
1、一種一維合金納米線的制備方法，其特征在于1)首先，將濃度為5-30mg/mL的十六烷基三甲基溴化銨的氯仿溶液與濃度為2～15mg/mL的K2PtCl4或H2PtCl4·6H2O溶液按十六烷基三甲基溴化銨與K2PtCl4或H2PtCl4·6H2O溶液中Pt離子的質(zhì)量比為0.5～31混合均勻得混合溶液A；2)然后，在獲得的混合溶液A中加入濃度為2～15mg/mL的Ni、Pd、Au、Pb、Fe或Ru的可溶性鹽、鉀鹽、鈉鹽或酸溶液得混合溶液B，其中加入的Ni、Pd、Au、Pb、Fe或Ru的可溶性鉀鹽、鈉鹽或酸溶液中Ni、Pd、Au、Pb、Fe或Ru與Pt離子的摩爾數(shù)之比為0.2～51；3)最后，在混合溶液B中加入純水，使混合溶液中十六烷基三甲基溴化銨的濃度保持在0.5～2mg/mL，并在攪拌過程中加入濃度為0.005～2g/mL的NaBH4，其中NaBH4與Pt離子的摩爾數(shù)比為1～101，持續(xù)攪拌離心分離后得合金納米線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金納米線的制備方法，其特征在于所說的Ni、Pd、 Au、Pb、Fe或Ru的可溶性鹽、鉀鹽、鈉鹽或酸為NiCl2 nH20、 H2PdCl4 nH20、 K2PdCl4 nH20、 HAuCl4 nH20、 KAuCl4 nH20、 NaAuCl4 nH20、 PbCl2 nH20、 Na2PdCl4 nH20、 FeCl2 nH20或 RuCl3 nH20，且分子帶有結(jié)晶水的數(shù)量為n=0~6。
全文摘要
一種一維合金納米線的制備方法，將十六烷基三甲基溴化銨(簡稱CTAB)的氯仿溶液、氯鉑酸或氯鉑酸鹽的水溶液以及Ni、Pd、Au、Pb、Fe、Ru金屬離子的可溶性鹽、鉀鹽、鈉鹽或酸溶液注入燒瓶中，并進(jìn)行機(jī)械或磁力攪拌，待溶液混合均勻后，再添加硼氫化鈉溶液進(jìn)行還原，繼續(xù)攪拌一段即可得到相應(yīng)的合金納米線。整個(gè)制備過程操作簡便，可用于不同種類合金納米線的制備，并且可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)了一維Pt-M(M＝Ni，Pd，Au，Pb，F(xiàn)e，Ru)合金納米線的大量制備。該方法操作簡便，成本低廉，所獲得的合金納米粒子直徑在1.5-4nm之間，具有很大的比表面，因而在催化等領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)B22F9/16GK101530922SQ200910021998
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者丁秉鈞, 宋曉平, 楊志懋, 楊生春 申請人:西安交通大學(xué)