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金属纳米粒子

阅读:108发布:2020-06-02

专利汇可以提供金属纳米粒子专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 说明书 涉及金属 纳米粒子 。具体而言,本说明书涉及具有空腔的金属纳米粒子。,下面是金属纳米粒子专利的具体信息内容。

1.一种金属纳米粒子,其包含第一金属和第二金属,其中,所述金属纳米粒子包含一个或多个由其外表面延续的空腔。
2.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述空腔的一个或多个穿过所述金属纳米粒子。
3.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述空腔由所述金属纳米粒子的外表面延续至所述金属纳米粒子内部的一个区域。
4.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述空腔为圆柱形或碗形。
5.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述金属纳米粒子具有1纳米至30纳米的粒径。
6.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述金属纳米粒子具有1纳米至20纳米的粒径。
7.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述金属纳米粒子具有1纳米至12纳米的粒径。
8.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述金属纳米粒子具有1纳米至6纳米的粒径。
9.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述空腔的直径是所述金属纳米粒子的粒径的
5%至30%。
10.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述金属纳米粒子的粒径在所述金属纳米粒子的平均粒径的80%至120%的范围内。
11.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述金属纳米粒子具有球形形状。
12.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述金属纳米粒子包含所述第一金属与所述第二金属的合金
13.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述第一金属对所述第二金属的原子百分比比率为1:5至10:1。
14.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述第一金属和所述第二金属各自独立地选自属于周期表的第3至15族的金属、准金属、镧系金属和锕系金属。
15.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述第一金属和所述第二金属各自独立地选自铂(Pt);钌(Ru);铑(Rh);钼(Mo);锇(Os);铱(Ir);铼(Re);钯(Pd);(V);钨(W);钴(Co);(Fe);硒(Se);镍(Ni);铋(Bi);(Sn);铬(Cr);(Ti);金(Au);铈(Ce);(Ag)和(Cu)。
16.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述第一金属或所述第二金属彼此不同,并且所述第一金属或所述第二金属是镍。
17.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述第一金属或所述第二金属彼此不同,并且所述第一金属或所述第二金属是铂。
18.权利要求1的金属纳米粒子,其中,所述第一金属是镍,并且所述第二金属是铂。

说明书全文

金属纳米粒子

技术领域

[0001] 本说明书要求2013年6月7日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2013-0065434的优先权及权益,其全部内容经此引用并入本文。
[0002] 本说明书涉及金属纳米粒子。

背景技术

[0003] 纳米粒子是具有纳米级粒度的粒子,并由于大的比表面积和其中电子转移所需的能量根据材料的尺寸改变的量子限制效应而表现出截然不同于大材料的光、电和磁性质。因此,由于此类性质,它们在催化、电磁、光学、医疗等等领域的适用性吸引了大量关注。纳米粒子可以视为块体与分子之间的中间体,并可以按照两种方法合成,即“自上而下”方法和“自下而上”方法。
[0004] 合成金属纳米粒子的方法的实例包括通过使用还原剂在溶液中还原金属离子的方法、使用γ射线合成金属纳米粒子的方法、电化学方法等等,但是在现有方法中,难以合成具有均匀尺寸和形状的纳米粒子,或者出于各种原因如使用有机溶剂造成的环境污染问题、高成本等等难以经济地大批量生产高品质纳米粒子。因此,需要开发具有均匀尺寸的高品质纳米粒子。发明内容
[0005] 技术问题
[0006] 本说明书已经试图提供具有均匀尺寸的高品质金属纳米粒子。
[0007] 技术解决方案
[0008] 本说明书的一个示例性实施方案是提供包括第一金属和第二金属的金属纳米粒子,其中该金属纳米粒子包括一个或多个由其外表面延续的空腔。
[0009] 此外,本说明书的一个示例性实施方案提供了包括该金属纳米粒子的催化剂。
[0010] 有益效果
[0011] 本说明书的金属纳米粒子的优点在于,提供了具有几纳米的均匀尺寸的金属纳米粒子,并由此可应用于各种领域。此外,由于本说明书的金属纳米粒子包含空腔,并且该金属纳米粒子的内表面积可以用作穿过该空腔的接触面积,存在以下优点:当催化剂中包含该金属纳米粒子时催化效率提高。附图说明
[0012] 图1和2显示了在本说明书的实施例1中制备的金属纳米粒子的透射电子显微镜(TEM)图像。
[0013] 图3和4显示了在本说明书的实施例2中制备的金属纳米粒子的透射电子显微镜(TEM)图像。
[0014] 图5显示了在本说明书的实施例3中制备的金属纳米粒子的透射电子显微镜(TEM)图像。

具体实施方式

[0015] 与附图一起参照将在下文中详细描述的示例性实施方案,本申请的益处和特征以及实现该益处和特征的方法将变得显而易见。但是,本申请不限于下文中公开的示例性实施方案,而是可以以各种其它方式实施,并且提供本示例性实施方案用于提供完整的本申请的公开内容并用于向本申请所述技术领域的普通技术人员完整呈现本发明的范围,并且本申请仅由权利要求的范围来限定。附图中显示了组成要素的尺寸和相对尺寸可能为了清楚地描述而被放大。
[0016] 除非另行定义,本说明书中使用的所有术语(包括技术和科技术语)将能够作为本申请所述技术领域的普通技术人员通常所理解的含义来使用。此外,不对通常使用的词典中定义的术语进行理想地或过度地解释,除非该术语已经清楚和专地定义。
[0017] 在下文中,将更详细地描述本说明书。
[0018] 本说明书的一个示例性实施方案提供包括第一金属和第二金属的金属纳米粒子,其中该金属纳米粒子包含一个或多个由其外表面延续的空腔。
[0019] 根据本说明书的示例性实施方案,该空腔可能意味着由该金属纳米粒子的外表面的一个区域延续的空的空间。本说明书的空腔可以以由金属纳米粒子的外表面的一个或多个区域延伸至金属纳米粒子内部的一个区域的通道(tunnel)形式形成。此外,本说明书的空腔可以以由金属纳米粒子的外表面的一个或多个区域穿过金属纳米粒子的通道的形式形成。该通道形式可以是直线、曲线或直线的连续形式、以及其中曲线和直线混合的连续形式。
[0020] 本说明书的空腔可以用于利用金属纳米粒子的内部表面积。具体而言,当金属纳米粒子用于诸如催化剂的用途时,该空腔可用于提高与反应物接触的表面积。因此,该空腔可用于表现金属纳米粒子的高活性。
[0021] 具体而言,本说明书的金属纳米粒子可以包含空腔以便与不具有空腔的金属纳米粒子相比将表面积提高20%至50%。
[0022] 根据本说明书的示例性实施方案,该空腔的直径可以是纳米粒子的粒径的5%至30%。
[0023] 当该空腔的直径小于金属纳米粒子的粒径的5%时,金属纳米粒子的活性可能不能充分展现。此外,当空腔的直径超过金属纳米粒子的粒径的30%时,金属纳米粒子的形式可能不能保持。因此,当空腔的直径为金属纳米粒子的粒径的5%至30%时,有可能具有以下优点:通过空腔充分扩大与反应物的接触面积。
[0024] 根据本说明书的示例性实施方案,该空腔的一个或多个可能穿过金属纳米粒子。
[0025] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,该空腔可能延续直至金属纳米粒子内部的一个区域。
[0026] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,该空腔可以是圆柱形。或者,该空腔可以是碗形。
[0027] 本说明书的圆柱形并不一定意味着完全的圆柱形,而是意味着大致形状为圆柱形。
[0028] 本说明书的碗形可以是半球形形状,也可以是葫芦瓶形状。
[0029] 本说明书的圆柱形空腔的直径可以保持不变。具体而言,本说明书的圆柱形空腔可以具有大约10%的直径差异,并可以连续形成。
[0030] 在本说明书的示例性实施方案中,金属纳米粒子可以具有1纳米至30纳米的粒径,更具体为20纳米以下、或是12纳米以下、或是10纳米以下的粒径。或者,金属纳米粒子可以具有6纳米以下的平均粒径。金属纳米粒子可以具有1纳米以上的平均粒径。当金属纳米粒子具有30纳米以下的粒径时,存在纳米粒子可用于各种领域的巨大优点。此外,更优选的是金属纳米粒子具有20纳米以下的粒径。此外,当金属纳米粒子具有10纳米以下的粒径时,粒子的表面积进一步扩大,使得存在金属纳米粒子在各种领域的适用性进一步提高的优点。例如,当在粒径范围内形成的金属纳米粒子用作催化剂时,效率可以显著提高。
[0031] 根据本说明书的示例性实施方案,中空金属纳米粒子的平均粒径意味着使用图形软件(MAC-View)测量200个以上的中空金属纳米粒子的直径并通过获得的统计分布测量平均粒径来获得的值。
[0032] 根据本说明书的示例性实施方案,中空金属纳米粒子可以具有1纳米至30纳米的平均粒径。
[0033] 根据本说明书的示例性实施方案,中空金属纳米粒子可以具有1纳米至20纳米的平均粒径。
[0034] 根据本说明书的示例性实施方案,中空金属纳米粒子可以具有1纳米至12纳米的平均粒径。
[0035] 根据本说明书的示例性实施方案,中空金属纳米粒子可以具有1纳米至10纳米的平均粒径。
[0036] 根据本说明书的示例性实施方案,中空金属纳米粒子可以具有1纳米至6纳米的平均粒径。
[0037] 根据本说明书的示例性实施方案,当制备中空金属纳米粒子时可以制备一个或多个中空金属纳米粒子。在这种情况下,根据本说明书的示例性实施方案,中空金属纳米粒子的粒径可以在中空金属纳米粒子的平均粒径的80%至120%范围内。具体而言,中空金属纳米粒子的粒径可以在中空金属纳米粒子的平均粒径的90%至110%范围内。当平均直径超过该范围时,中空金属纳米粒子的尺寸整体上变得不均匀,使得难以确保中空金属纳米粒子所需的独特物理性质值。例如,当超过中空金属纳米粒子的平均粒径的80%至120%范围的中空金属纳米粒子用作催化剂时,改善效率的效果将变得略为不足。因此,当该平均粒径在本申请说明书的中空金属纳米粒子的平均粒径的80%至120%范围内时,可以形成具有均匀尺寸的纳米粒子以表现出作为纳米粒子的优异物理性质。
[0038] 当制备本说明书的两个或多个金属纳米粒子时,本申请说明书的金属纳米粒子(其包括一个或多个由其外表面延续的空腔)的含量可以是全部纳米粒子的50%至100%。具体而言,包含一个或多个由其外表面延续的空腔的金属纳米粒子的含量可以是全部纳米粒子的70%至100%。
[0039] 根据本说明书的示例性实施方案,金属纳米粒子可以包含一个空腔。也就是说,金属纳米粒子可以仅包含一个空腔,或可以包含多个空腔。该多个意味着两个或更多。
[0040] 根据本说明书的示例性实施方案,金属纳米粒子可以具有球形形状。本说明书的球形形状不仅仅是完美的球形形状,并可以包括大致球形形状。例如,在金属纳米粒子中,具有球形形状的外表面可以是不光滑的,并且一个金属纳米粒子中的曲率半径可以并不恒定。
[0041] 本说明书的一个示例性实施方案的金属纳米粒子的形式可以通过图5来识别。参照图5,可以证实本说明书的金属纳米粒子表现出球形形状。
[0042] 根据本说明书的示例性实施方案,金属纳米粒子可以包括第一金属与第二金属的合金。具体而言,在本说明书的金属纳米粒子中,除空腔之外的区域可以由第一金属与第二金属的合金组成。
[0043] 根据本说明书的示例性实施方案,在金属纳米粒子中,第一金属与第二金属可以均匀混合。
[0044] 根据本说明书的示例性实施方案,在壳部分中第一金属对第二金属的原子百分比比率可以为1:5至10:1。
[0045] 根据本说明书的示例性实施方案,第一金属可以选自金属、准金属、镧系金属和锕系金属,属于周期表的第3至15族。具体而言,第一金属可以选自铂(Pt);钌(Ru);铑(Rh);钼(Mo);锇(Os);铱(Ir);铼(Re);钯(Pd);(V);钨(W);钴(Co);(Fe);硒(Se);镍(Ni);铋(Bi);(Sn);铬(Cr);(Ti);金(Au);铈(Ce);(Ag)和(Cu)。
[0046] 根据本说明书的示例性实施方案,第二金属可以不同于第一金属。
[0047] 根据本说明书的示例性实施方案,第二金属可以选自金属、准金属、镧系金属和锕系金属,属于周期表的第3至15族。具体而言,第二金属可以选自铂(Pt);钌(Ru);铑(Rh);钼(Mo);锇(Os);铱(Ir);铼(Re);钯(Pd);钒(V);钨(W);钴(Co);铁(Fe);硒(Se);镍(Ni);铋(Bi);锡(Sn);铬(Cr);钛(Ti);金(Au);铈(Ce);银(Ag)和铜(Cu)。
[0048] 作为一个具体实例,根据本说明书的示例性实施方案,第一金属可以选自铂(Pt)、银(Ag)、钯(Pd)和金(Au),更具体为铂(Pt)。在这种情况下,第二金属可以选自钌(Ru)、铑(Rh)、钼(Mo)、锇(Os)、铱(Ir)、铼(Re)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、硒(Se)、镍(Ni)、铋(Bi)、锡(Sn)、铬(Cr)、钛(Ti)、铈(Ce)、银(Ag)和铜(Cu),更具体为镍(Ni)。
[0049] 作为另一具体实例,根据本说明书的示例性实施方案,第一金属可以选自钌(Ru)、铑(Rh)、钼(Mo)、锇(Os)、铱(Ir)、铼(Re)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、硒(Se)、镍(Ni)、铋(Bi)、锡(Sn)、铬(Cr)、钛(Ti)、铈(Ce)、银(Ag)和铜(Cu),更具体为镍(Ni)。在这种情况下,第二金属可以选自铂(Pt)、银(Ag)、钯(Pd)和金(Au),更具体为铂(Pt)。
[0050] 根据本说明书的示例性实施方案,第一金属或第二金属彼此不同,并且第一金属或第二金属可以是镍。
[0051] 根据本说明书的示例性实施方案,第一金属或第二金属彼此不同,并且第一金属或第二金属可以是铂。
[0052] 根据本说明书的示例性实施方案,第一金属是镍且第二金属是铂。
[0053] 在下文中将描述制造金属纳米粒子的方法。
[0054] 本说明书的一个示例性实施方案提供了制造金属纳米粒子的方法,该方法包括:形成溶液,该溶液包含:溶剂;在该溶剂中提供第一金属离子或包括该第一金属离子的原子团离子的第一金属盐;在该溶剂中提供第二金属离子或包括该第二金属离子的原子团离子的第二金属盐;在该溶剂中构成胶束的第一表面活性剂;和在该溶剂中与该第一表面活性剂一起构成胶束的第二表面活性剂;并通过向该溶液中添加还原剂来形成金属纳米粒子。
[0055] 根据本说明书的示例性实施方案,可以通过该制备方法在金属纳米粒子内部形成中空的核。
[0056] 在本说明书中,术语“中空”指的是金属纳米粒子的核部分是空的。此外,术语“中空”可以作为与中空核相同的含义使用。术语“中空”可以包括诸如中空、孔洞和空隙的术语。
[0057] 根据本说明书的示例性实施方案,中空可以包括一空间,在该空间中内部材料未能占据50体积%或更多、特别是70体积%或更多、且更特别为80体积%或更多。或者,该中空还可以包括一空间,该空间内部的50体积%或更多、特别是70体积%或更多、且更特别为80体积%或更多是空的。或者,该中空可以包括一空间,其具有50体积%或更高、特别是70体积%或更高、且更特别为80体积%或更高的内部孔隙率。
[0058] 根据本说明书的示例性实施方案,该制备方法可以包括由该第一表面活性剂构成的胶束的内部区域由中空构成。
[0059] 本说明书的一个示例性实施方案的制造金属纳米粒子的方法不利用还原电位差,并因此具有以下优点:不考虑构成壳的第一金属离子与第二金属离子之间的还原电位。本说明书的制备方法使用金属离子中的电荷,因此比相关技术中利用还原电位差的制备金属纳米粒子的方法更简单。因此,本说明书的制造金属纳米粒子的方法有利于大量生产,并可以以低成本制备金属纳米粒子。此外,该方法不利用还原电位差,因此具有可以使用各种金属盐的优点,因为与相关技术中制备金属纳米粒子的方法相比减少了对要使用的金属盐的限制。
[0060] 根据本说明书的示例性实施方案,溶液的形成可以包括由第一和第二表面活性剂在溶液中形成胶束。
[0061] 根据本说明书的示例性实施方案,在该制备方法中,第一金属离子或包括第一金属离子的原子团离子;以及第二金属离子或包括第二金属离子的原子团离子可以构成金属纳米粒子的壳部分。
[0062] 根据本说明书的示例性实施方案,第一金属离子或包括第一金属离子的原子团离子具有与第一表面活性剂外端部分处的电荷相反的电荷,并且第二金属离子或包括第二金属离子的原子团离子可以具有与第一表面活性剂外端部分处的电荷相同的电荷。
[0063] 因此,第一金属离子或包括第一金属离子的原子团离子位于在溶液中构成胶束的第一表面活性剂的外端部分处,由此产生围绕胶束的外表面的形式。此外,第二金属离子或包括第二金属离子的原子团离子围绕第一金属离子或包括第一金属离子的原子团离子的外表面。第一金属盐和第二金属盐可以通过还原剂形成分别包括第一金属和第二金属的壳部分。
[0064] 本说明书中表面活性剂的外端部分可以是指构成胶束的第一或第二表面活性剂的胶束的外侧部分。本说明书的表面活性剂的外端部分可以是指表面活性剂的头部。此外,本说明书的外端部分可以确定表面活性剂的电荷。
[0065] 此外,本说明书的表面活性剂可以根据外端部分的类型分类为离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂,并且离子型表面活性剂可以是阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、两性离子表面活性剂或两性表面活性剂。两性离子表面活性剂既含有正电荷又含有负电荷。如果本说明书的表面活性剂中的正电荷和负电荷依赖于pH,该表面活性剂可以是两性表面活性剂,其在某些pH范围内可以是两性离子型的。具体而言,在本说明书中,阴离子型表面活性剂可能是指该表面活性剂的外端部分是带负电荷的,并且阳离子型表面活性剂可能是指该表面活性剂的外端部分是带正电荷的。
[0066] 根据本说明书的示例性实施方案,在通过该制备方法制备的金属纳米粒子中,可以在该壳部分的一个或多个区域中形成空腔。
[0067] 本说明书的空腔可能是指由金属纳米粒子的外表面的一个区域延续的空的空间。本说明书的空腔可以以来自壳部分的外表面的一个区域的通道形式形成。该通道形式可以是直线的、曲线或直线的连续形式,以及其中曲线和直线混合的连续形式。
[0068] 根据本说明书的示例性实施方案,当金属纳米粒子包括中空时,该空腔可以是由壳部分的外表面延伸至中空的空的空间。
[0069] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,当金属纳米粒子不包括中空时,空腔可以是由壳部分的外表面延续至金属纳米离子的内部或外部区域的任何空的空间。具体而言,当金属纳米粒子不包括中空时,空腔可以是由壳部分的一个区域延伸至金属纳米粒子的一个内部区域的空的空间,或者也可能是由壳部分的一个区域延伸至壳部分的另一区域的空的空间。
[0070] 本说明书的空腔可用于利用金属纳米粒子的内部表面积。具体而言,当金属纳米粒子用于例如催化剂的用途时,空腔可用于提高与反应物接触的表面积。因此,空腔可用于表现金属纳米粒子的高活性。
[0071] 根据本说明书的示例性实施方案,壳部分可以是指包括金属的纳米粒子的区域。具体而言,壳部分可以是指金属粒子除了中空和空腔之外的区域。
[0072] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,通过该制备方法制备的金属纳米粒子可以是包含一个或两个或多个空腔而不具有内部中空的金属纳米粒子。
[0073] 根据本说明书的示例性实施方案,在该制备方法中,可以通过调节第二表面活性剂的浓度;链长度;外端部分的尺寸;或电荷类型,以便在壳部分的一个或两个或多个区域中形成空腔。
[0074] 根据本说明书的示例性实施方案,第一表面活性剂可以用于在溶液中形成胶束,以便令金属离子或包括该金属离子的原子团离子构成壳部分,并且第二表面活性剂可用于形成金属纳米粒子的空腔。
[0075] 根据本说明书的示例性实施方案,该制备方法可以包括在第一表面活性剂构成的胶束区域中形成金属纳米粒子的壳部分,并在第二表面活性剂构成的胶束区域中形成金属纳米粒子的空腔。
[0076] 根据本说明书的示例性实施方案,溶液的形成可以包括通过改变第一和第二表面活性剂的浓度来调节空腔的尺寸或数量。具体而言,根据本说明书的示例性实施方案,第二表面活性剂的摩尔浓度可以是第一表面活性剂的摩尔浓度的0.01至1倍。具体而言,第二表面活性剂的摩尔浓度可以是第一表面活性剂的摩尔浓度的1/30至1倍。
[0077] 根据本说明书的示例性实施方案,溶液形成中的第一表面活性剂和第二表面活性剂可以根据浓度比形成胶束。可以通过调节第一表面活性剂对第二表面活性剂的摩尔浓度比来调节金属纳米粒子中的空腔尺寸或空腔数量。此外,包含一个或多个碗形粒子的金属纳米粒子也可以通过令空腔连续形成来制备。
[0078] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,溶液的形成可以包括通过调节第二表面活性剂的外端部分的尺寸来调节空腔的尺寸。
[0079] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,溶液的形成可以包括通过将第二表面活性剂的链长度调节至不同于第一表面活性剂的链长度,从而在第二表面活性剂区域中形成空腔。
[0080] 根据本说明书的示例性实施方案,第二表面活性剂的链长度可以是第一表面活性剂的链长度的0.5至2倍。具体而言,链长度可以通过原子的数量来确定。
[0081] 根据本说明书的示例性实施方案,通过令第二表面活性剂的链长度不同于第一表面活性剂的链长度,有可能令金属盐键合到第二表面活性剂的外端部分而不是形成金属纳米粒子的壳部分。
[0082] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,溶液的形成可以包括通过调节第二表面活性剂的电荷以便不同于第一表面活性剂的电荷来形成空腔。
[0083] 根据本说明书的示例性实施方案,第一金属离子或包括第一金属离子的原子团离子,其具有与第一和第二表面活性剂相反的电荷,可以位于第一和第二表面活性剂的外端部分处,所述第一和第二表面活性剂在溶剂中形成胶束。此外,与该第一金属离子的电荷相反的第二金属离子可以位于第一金属离子的外表面上。
[0084] 根据本说明书的示例性实施方案,在第一表面活性剂的外端部分处形成的第一金属离子和第二金属离子可以构成该金属纳米粒子的壳部分,并且位于该第二表面活性剂的外端部分处的第一金属离子和第二金属离子不构成壳而可以构成空腔。
[0085] 根据本说明书的示例性实施方案,当第一表面活性剂是阴离子型表面活性剂时,该第一表面活性剂在溶液的形成中构成胶束,并且该胶束可以被第一金属离子或包括第一金属离子的原子团离子的阳离子围绕。此外,包括第二金属离子的原子团离子的阴离子可能被该阳离子围绕。此外,在通过添加还原剂形成金属纳米粒子时,围绕胶束的阳离子构成第一壳,围绕该阳离子的阴离子可以构成第二壳。
[0086] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,当第一表面活性剂是阳离子型表面活性剂时,第一表面活性剂在溶液的形成中构成胶束,并且胶束可以被包括第一金属离子的原子团离子的阴离子围绕。此外,阳离子的第二金属离子或包括第二金属离子的原子团离子可以围绕该阴离子。此外,在通过添加还原剂形成金属纳米粒子时,围绕该胶束的阴离子构成第一壳,并且围绕该阴离子的阳离子可以构成第二壳。
[0087] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,形成金属纳米粒子可以包括用金属填充构成胶束的第一和第二表面活性剂区域。具体而言,当第二表面活性剂的链长度比构成该胶束的第一表面活性剂的长度更长或更短时,胶束的内部可以被第一金属盐和第二金属盐填充。
[0088] 根据本说明书的示例性实施方案,当第一和第二表面活性剂的内部填充有金属时,有可能制备没有中空的包含一个或两个或多个空腔的金属纳米粒子。
[0089] 根据本说明书的示例性实施方案,第一表面活性剂和第二表面活性剂可以均为阳离子型表面活性剂。
[0090] 此外,根据本说明书的示例性实施方案,第一表面活性剂和第二表面活性剂可以均为阴离子型表面活性剂。
[0091] 根据本说明书的示例性实施方案,当第一表面活性剂与第二表面活性剂均具有相同电荷时,可以通过令第二表面活性剂的链长度不同于第一表面活性剂的链长度来形成胶束。
[0092] 具体而言,通过第二表面活性剂的链长度的差异,位于该第二表面活性剂的外端部分处的第一和第二金属离子没有与位于该第一表面活性剂的外端部分处的第一和第二金属离子相邻,由此不构成壳部分。
[0093] 根据本说明书的示例性实施方案,第一表面活性剂与第二表面活性剂之一可以是阴离子型表面活性剂,另一种可以是阳离子型表面活性剂。也就是说,在本说明书的示例性实施方案中,第一和第二表面活性剂可以具有彼此不同的电荷。
[0094] 根据本说明书的示例性实施方案,当第一和第二表面活性剂具有彼此不同的电荷时,可以通过令链长度不同来形成金属纳米粒子的空腔。在这种情况下,形成空腔的原理与其中上述第一和第二表面活性剂具有相同电荷的情况相同。
[0095] 根据本说明书的示例性实施方案,当第一和第二表面活性剂具有彼此不同的电荷时,即使第一和第二表面活性剂的链长度彼此相同,也可以形成金属纳米粒子的空腔。在这种情况下,与胶束中第二表面活性剂的外端部分相邻的第一表面活性剂的外端部分供给和接受电荷,由此被中和,使得金属离子未被安置。因此,其中金属离子未被安置的部分不构成壳部分,由此构成金属纳米粒子的空腔。
[0096] 图4显示了其中带有不同电荷的第一和第二表面活性剂根据本说明书的示例性实施方案构成胶束的实例。
[0097] 根据本说明书的示例性实施方案,第一表面活性剂可以是阴离子型表面活性剂或阳离子型表面活性剂,并且第二表面活性剂可以是非离子型表面活性剂。
[0098] 根据本说明书的示例性实施方案,当第二表面活性剂是非离子型表面活性剂时,由于金属离子并未安置在第二表面活性剂的外端部分处,金属纳米粒子的空腔可以形成。因此,当第二表面活性剂是非离子型时,即使当第二表面活性剂的链长度与第一表面活性剂的链长度相同或不同时也能够形成金属纳米粒子的空腔。
[0099] 根据本说明书的示例性实施方案,第一表面活性剂可以是阴离子型表面活性剂或阳离子型表面活性剂,并且第二表面活性剂可以是两性离子表面活性剂。
[0100] 根据本说明书的示例性实施方案,当第二表面活性剂是两性离子表面活性剂时,由于金属离子并未安置在第二表面活性剂的外端部分处,金属纳米粒子的空腔可以形成。因此,当第二表面活性剂是两性离子型时,即使当第二表面活性剂的链长度与第一表面活性剂的链长度相同或不同时也能够形成金属纳米粒子的空腔。
[0101] 本说明书的阴离子型表面活性剂可以选自月桂基硫酸铵、1-庚烷磺酸钠、己烷磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸三乙醇铵、月桂酸、三乙醇胺硬脂酸酯、十二烷基硫酸锂、十二烷基硫酸钠、聚乙烯硫酸烷基酯、藻酸钠、磺基琥珀酸二辛酯钠、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝酸、磷脂酸及其盐、甘油酯、羧甲基纤维素钠、胆汁酸及其盐、胆酸、脱氧胆酸、甘氨胆酸、磺胆酸、甘氨脱氧胆酸、烷基磺酸盐、芳基磺酸盐、烷基磷酸盐、烷基膦酸盐、硬脂酸及其盐、硬脂酸、磷酸盐、羧甲基纤维素钠、磺基琥珀酸二辛酯、磺基琥珀酸二烷基酯钠、磷脂质和羧甲基纤维素钙。但是,所述阴离子型表面活性剂不限于此。
[0102] 本说明书的阳离子型表面活性剂可以选自季铵化合物、苯扎氯铵、十六烷基三甲基溴化铵、壳聚糖、月桂基二甲基苄基氯化铵、酰基肉盐酸盐、烷基吡啶鎓卤化物、氯化鲸蜡基吡啶鎓、阳离子脂质体、聚甲基丙烯酸甲酯三甲基溴化铵、鋶化合物、聚乙烯基吡咯烷-2-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯二甲基硫酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、鏻化合物(phosphonium compounds)、苄基-二(2-氯乙基)乙基溴化铵、椰子三甲基氯化铵、椰子三甲基溴化铵、椰子甲基二羟乙基氯化铵、椰子甲基二羟乙基溴化铵、癸基三乙基氯化铵、癸基二甲基羟乙基氯化溴化铵、(C12-C15)二甲基羟乙基氯化铵、(C12-C15)二甲基羟乙基氯化溴化铵、椰子二甲基羟乙基氯化铵、椰子二甲基羟乙基溴化铵、肉豆蔻基三甲基铵甲基硫酸盐、月桂基二甲基苄基氯化铵、月桂基二甲基苄基溴化铵、月桂基二甲基(乙烯氧基)4氯化铵(lauryl dimethyl(ethenoxy)4ammonium chloride)、月桂基二甲基(乙烯氧基)4溴化铵、N-烷基(C12-18)二甲基苄基氯化铵、N-烷基(C14-18)二甲基苄基氯化铵、N-十四烷基二甲基苄基氯化铵一合物、二甲基二癸基氯化铵、N-烷基(C12-14)二甲基1-基甲基氯化铵、三甲基卤化铵烷基-三甲基铵盐、二烷基-二甲基铵盐、月桂基三甲基氯化铵、乙氧基化烷基酰胺基烷基二烷基铵盐、乙氧基化三烷基铵盐、二烷基苯二烷基氯化铵、N-二癸基二甲基氯化铵、N-十四烷基二甲基苄基氯化铵一水合物、N-烷基(C12-14)二甲基1-萘基甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、二烷基苯烷基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵、烷基苄基甲基氯化铵、烷基苄基二甲基溴化铵、C12三甲基溴化铵、C15三甲基溴化铵、C17三甲基溴化铵、十二烷基苄基三乙基氯化铵、聚-二烯丙基二甲基氯化铵、二甲基氯化铵、烷基二甲基卤化铵、三鲸蜡基甲基氯化铵、癸基三甲基溴化铵、十二烷基三乙基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、甲基三辛基氯化铵、POLYQUAT 10、四丁基溴化铵、苄基三甲基溴化铵、胆碱酯、苯扎氯铵、司拉氯铵、溴化鲸蜡基吡啶鎓、氯化鲸蜡基吡啶鎓、季铵化聚氧乙基烷基胺的卤化物盐、“MIRAPOL”(聚季铵盐-2)、“Alkaquat”(烷基二甲基苄基氯化铵,由Rhodia制造)、烷基吡啶鎓盐、胺类、胺盐、酰亚胺唑鎓盐(imide azolinium salts)、质子化的季丙烯酰胺(protonated quaternary acrylamides)、甲基化的季聚合物(methylated quaternary polymers)、阳离子瓜尔胶、苯扎氯铵、十二烷基三甲基溴化铵、三乙醇胺以及泊洛沙胺(poloxamines)。但是,所述阳离子型表面活性剂不限于此。
[0103] 本说明书的非离子型表面活性剂可以选自SPAN 60、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯蓖麻油生物、失水山梨糖醇酯、甘油酯、单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙二醇酯、鲸蜡醇、十六十八醇、硬脂醇、芳基烷基聚醚醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、泊洛沙姆、泊洛沙胺、甲基纤维素、羟基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、非结晶纤维素、多糖、淀粉、淀粉衍生物、羟乙基淀粉、聚乙烯醇、三乙醇胺硬脂酸酯、氧化胺、葡聚糖、甘油、阿拉伯树胶、胆固醇、黄蓍胶和聚乙烯基吡咯烷酮。
[0104] 本说明书的两性离子表面活性剂可以选自N-十二烷基-N,N-二甲基-3-氨基-1-丙磺酸内盐、甜菜碱、烷基甜菜碱、、烷基酰胺基甜菜碱、酰胺基丙基甜菜碱、椰油羧基甘氨酸盐(cocoampho carboxy glycinate)、肌氨酸盐氨基丙酸盐、氨基甘氨酸盐、咪唑啉鎓甜菜碱、两性咪唑啉、N-烷基-N,N-二甲基氨基-1-丙磺酸内盐、3-胆酰胺-1-丙基二甲基氨基-1-丙磺酸内盐、十二烷基磷酸胆碱和磺基甜菜碱。但是,两性离子表面活性剂不限于此。
[0105] 根据本说明书的示例性实施方案,第一表面活性剂的浓度可以是对溶剂的临界胶束浓度的1倍至5倍。具体而言,第一表面活性剂的浓度可以是对溶剂的的临界胶束浓度的2倍。
[0106] 本说明书中的临界胶束浓度(CMC)是指表面活性剂在溶液中形成分子或离子的集合(胶束)时浓度的下限。
[0107] 表面活性剂最重要的特性在于表面活性剂倾向于吸附在界面上,例如空气-液体界面、空气-固体界面和液体-固体界面。当表面活性剂在没有以聚集形式存在的意义上是游离的时,它们被称为单体或单聚体,并且当单聚体浓度提高时,它们聚集以形成小的聚集体实体,即胶束。该浓度可以称为临界胶束浓度。
[0108] 当第一表面活性剂的浓度小于临界胶束浓度的1倍时,待吸附在第一金属盐上的第一表面活性剂的浓度可以相对降低。因此,待形成的核粒子的量也可能完全降低。同时,当第一表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度5倍时,第一表面活性剂的浓度相对提高,使得构成中空核的金属纳米粒子以及未构成中空核的金属粒子可以混合并由此聚集。因此,当第一表面活性剂的浓度是对溶剂的临界胶束浓度的1倍至5倍时,可以顺利地形成金属纳米粒子。
[0109] 根据本说明书的示例性实施方案,金属纳米粒子的尺寸可以通过调节构成胶束的第一表面活性剂和/或围绕胶束的第一和第二金属盐来调节。
[0110] 根据本说明书的示例性实施方案,金属纳米粒子的尺寸可以通过构成胶束的第一表面活性剂的链长度来调节。具体而言,当第一表面活性剂的链长度短时,胶束的尺寸变小,因此,金属纳米粒子的尺寸可能降低。
[0111] 根据本说明书的示例性实施方案,第一表面活性剂的链的碳原子数可以为15或更小。具体而言,链的碳原子数可以为8至15。或者,链的碳原子数可以为10至12。
[0112] 根据本说明书的示例性实施方案,金属纳米粒子的尺寸可以通过调节构成胶束的第一表面活性剂的抗衡离子的类型来调节。具体而言,第一表面活性剂的抗衡离子的尺寸越大,该第一表面活性剂的外端部分对头部分的结合越弱,由此胶束的尺寸可能增大,并且因此,金属纳米粒子的尺寸可能提高。
[0113] 根据本说明书的示例性实施方案,当第一表面活性剂是阴离子型表面活性剂时,+ + + +该第一表面活性剂可以包含NH4、K、Na或Li 作为抗衡离子。
[0114] 具体而言,金属纳米粒子的尺寸可以按照以下次序降低:其中第一表面活性剂的+ +抗衡离子为NH4的情况、其中第一表面活性剂的抗衡离子为K 的情况、其中第一表面活性+ +
剂的抗衡离子为Na的情况和其中第一表面活性剂的抗衡离子为Li 的情况。
[0115] 根据本说明书的示例性实施方案,当第一表面活性剂是阳离子型表面活性剂时,- - -该第一表面活性剂可以包括I、Br或Cl 作为抗衡离子。
[0116] 具体而言,金属纳米粒子的尺寸可以按照以下次序降低:其中第一表面活性剂的- -抗衡离子为I的情况、其中第一表面活性剂的抗衡离子为Br 的情况和其中第一表面活性-
剂的抗衡离子为Cl的情况。
[0117] 根据本说明书的示例性实施方案,金属纳米粒子的尺寸可以通过调节构成胶束的第一表面活性剂的外端部分的头部分的尺寸来调节。此外,当在胶束的外表面上形成的第一表面活性剂的头部分的尺寸提高时,在第一表面活性剂的头部分之间的排斥力提高,使得胶束增大,并且因此,金属纳米粒子的尺寸可能提高。
[0118] 根据本说明书的示例性实施方案,前述因素综合起作用,由此可以确定金属纳米粒子的尺寸。
[0119] 根据本说明书的示例性实施方案,金属盐没有特殊限制,只要金属盐可以在溶液中电离以提供金属离子。金属盐可以在溶解状态下电离以提供包含金属离子的阳离子或包含该金属离子的原子团离子的阴离子。第一金属盐与第二金属盐可以彼此不同。具体而言,第一金属盐可以提供包含金属离子的阳离子,并且第二金属盐可以提供包含该金属离子的2+
原子团离子的阴离子。具体而言,第一金属盐可以提供Ni 的阳离子,第二金属盐可以提供
2-
PtCl4 的阴离子。
[0120] 根据本说明书的示例性实施方案,第一金属盐和第二金属盐没有特殊限制,只要第一和第二金属盐可以在溶液中电离以提供金属离子或包含该金属离子的原子团离子。
[0121] 根据本说明书的示例性实施方案,第一金属盐和第二金属盐可以各自独立地为选自属于周期表的第3至15族的金属、准金属、镧系金属和锕系金属的金属的盐。
[0122] 具体而言,第一金属盐和第二金属盐彼此不同,并可以各自独立地为选自铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、钼(Mo)、锇(Os)、铱(Ir)、铼(Re)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、硒(Se)、镍(Ni)、铋(Bi)、锡(Sn)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铈(Ce)、银(Ag)和铜(Cu)的金属的盐。
[0123] 更具体而言,根据本说明书的示例性实施方案,第一金属盐可以是选自钌(Ru)、铑(Rh)、钼(Mo)、锇(Os)、铱(Ir)、铼(Re)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、硒(Se)、镍(Ni)、铋(Bi)、锡(Sn)、铬(Cr)、钛(Ti)、铈(Ce)、银(Ag)和铜(Cu)的金属的盐,更具体为镍(Ni)的盐。
[0124] 更具体而言,根据本说明书的示例性实施方案,第二金属盐可以是选自铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、钼(Mo)、锇(Os)、铱(Ir)、铼(Re)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、硒(Se)、镍(Ni)、铋(Bi)、锡(Sn)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铈(Ce)、银(Ag)和铜(Cu)的金属的盐。更具体而言,第二金属盐可以是选自铂(Pt)、钯(Pd)和金(Au)的金属的盐,并且更具体而言,可以是铂(Pt)的盐。
[0125] 根据本说明书的示例性实施方案,第一金属盐和第二金属盐可以各自独立地为该金属的硝酸盐、卤化物如氯化物、溴化物和碘化物、氢氧化物或硫酸盐。但是,第一金属盐和第二金属盐不限于此。
[0126] 根据本说明书的示例性实施方案,溶液形成中第一金属盐对第二金属盐的摩尔比可以是1:5至10:1。具体而言,第一金属盐对第二金属盐的摩尔比可以是2:1至5:1。
[0127] 当第一金属盐的摩尔数小于第二金属盐的摩尔数时,第一金属离子难以形成包含中空的第一壳。此外,当第一金属盐的摩尔数大于第二金属盐的摩尔数的10倍时,第二金属离子难以形成围绕第一壳的第二壳。因此,在该范围内,第一和第二金属离子可以顺利地形成金属纳米粒子的壳部分。
[0128] 根据本说明书的示例性实施方案,壳部分可以包括:包含第一金属离子的第一壳;和包含第二金属离子的第二壳。
[0129] 根据本说明书的示例性实施方案,壳部分中第一金属对第二金属的原子百分比比率可以为1:5至10:1,当壳部分由第一壳和第二壳构成时,该原子百分比比率可以是第一壳的第一金属对第二壳的第二金属的原子百分比。或者,当该壳部分由包含第一金属和第二金属的一个壳构成时,该原子百分比比率可以是第一金属对第二金属的原子百分比比率。
[0130] 当金属纳米粒子不包括中空时,壳部分可以是指构成金属纳米粒子的区域。
[0131] 根据本说明书的示例性实施方案,壳部分可以以其中第一金属与第二金属顺次排列的状态存在,在壳部分中与核相邻的部分处,第一金属可以以50体积%或更高或70体积%或更高的量存在,并且在壳部分中与纳米粒子外部部分相邻的表面部分处,第二金属可以以50体积%或更高或70体积%或更高的量存在。
[0132] 根据本说明书的示例性实施方案,溶液的形成可以进一步包括进一步添加稳定剂。
[0133] 该稳定剂例如可以是选自磷酸氢二钠、磷酸氢二钾柠檬酸二钠和柠檬酸三钠的一种或两种或多种的混合物。
[0134] 根据本说明书的示例性实施方案,金属纳米粒子的形成可以包括进一步添加非离子型表面活性剂以及还原剂。
[0135] 该非离子型表面活性剂吸附在壳的表面上,由此用于均匀地分散在溶液中形成的金属纳米粒子。因此,该非离子型表面活性剂可以防止金属粒子聚结或聚集而沉淀,并能够以均匀尺寸形成金属纳米粒子。非离子型表面活性剂的具体实例与上述非离子型表面活性剂的实例相同。
[0136] 根据本说明书的示例性实施方案,溶剂可以是包括水的溶剂。具体而言,按照本申请的示例性实施方案,该溶剂用于溶解第一金属盐和第二金属盐,并可以是水或水和C1至C6醇的混合物,并且更具体而言,为水。由于按照本说明书的制备方法不使用有机溶剂作为溶剂,从而不需要在制备过程中处理有机溶剂的后处理过程,因此,也有降低成本和防止环境污染的效果。
[0137] 根据本说明书的示例性实施方案,该制备方法可以在常温下进行。该制备方法可以具体在4℃至35℃下、更具体在12℃至28℃下进行。
[0138] 本说明书的一个示例性实施方案中的溶液形成可以在常温下,具体为4℃至35℃和更具体为12℃至28℃下进行。当有机溶剂用作溶剂时,存在必须在超过100℃的高温下进行制备的问题。由于该制备可以在常温下进行,本申请就工艺而言因简单的制备方法是有利的,并具有显著的降低成本的效果。
[0139] 根据本说明书的示例性实施方案,溶液形成可以进行5分钟至120分钟,更具体为10分钟至90分钟,甚至更具体为20分钟至60分钟。
[0140] 根据本说明书的示例性实施方案,通过向溶液中添加还原剂和/或非离子型表面活性剂形成包括空腔的金属纳米粒子也可以在常温下,具体为4℃至35℃和更具体为12℃至28℃下进行。由于本说明书的制备方法可以在常温下进行,该方法就工艺而言因简单的制备方法是有利的,并具有显著的降低成本的效果。
[0141] 形成包括空腔的金属纳米粒子可以通过使该溶液与还原剂和/或非离子型表面活性剂反应预定时间,具体为5分钟至120分钟,更具体为10分钟至90分钟和甚至更具体为20分钟至60分钟来进行。
[0142] 根据本说明书的示例性实施方案,该还原剂可以具有-0.23V或更小的标准还原电位。
[0143] 该还原剂没有特殊限制,只要该还原剂是具有-0.23V或更小、具体为-4V至-0.23V的标准还原电位的强还原剂,并具有可以还原溶解的金属离子至以金属粒子形式沉淀的还原能力。具体而言,还原剂可以是选自NaBH4、NH2NH2、LiAlH4和LiBEt3H中的至少一种。
[0144] 当使用弱还原剂时,反应速度慢,需要随后加热溶液,使得难以实现连续工艺,由此,可能在大规模生产方面存在问题,特别是当使用为一种弱还原剂的乙二醇时,由于高粘度造成的流速降低而存在在连续法中生产率低的问题。因此,当使用本说明书的还原剂时,有可能克服该问题。
[0145] 根据本说明书的示例性实施方案,在形成包括空腔的金属纳米粒子后,该制备方法可以进一步包括去除该中空内部的表面活性剂。该去除方法没有特殊限制,例如,可以采用用水洗涤该金属纳米粒子的方法。该表面活性剂可以是阴离子型表面活性剂和/或阳离子型表面活性剂。
[0146] 根据本说明书的示例性实施方案,在形成金属纳米粒子之后或在去除空腔内部的表面活性剂之后,该制备方法可以进一步包括通过向金属纳米粒子添加酸来除去阳离子金属。当在该步骤中向金属纳米粒子添加酸时,洗脱3d带的金属。该阳离子金属可以具体选自钌(Ru)、铑(Rh)、钼(Mo)、锇(Os)、铱(Ir)、铼(Re)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、钴(Co)、铁(Fe)、硒(Se)、镍(Ni)、铋(Bi)、锡(Sn)、铬(Cr)、钛(Ti)、铈(Ce)、银(Ag)和铜(Cu)。
[0147] 根据本说明书的示例性实施方案,该酸没有特别限制,例如,可以使用选自硫酸、硝酸、盐酸、高氯酸、氢碘酸氢溴酸的酸。
[0148] 根据本说明书的示例性实施方案,在形成金属纳米粒子后,可以将包含该金属纳米粒子的溶液离心以沉淀该溶液中包含的金属纳米粒子。可以仅收集离心后分离的金属纳米粒子。如果需要的话,可以额外进行烧结金属纳米粒子的过程。
[0149] 根据本说明书的示例性实施方案,可以制备具有几纳米的均匀尺寸的金属纳米粒子。通过相关技术的方法,难以制造几个纳米尺度的金属纳米粒子,并且更难以制备尺寸均匀的金属纳米粒子。
[0150] 可以使用本说明书的金属纳米粒子,替换通常使用纳米粒子的领域中的现有纳米粒子。本说明书的金属纳米粒子与相关技术中的纳米粒子相比具有小得多的尺寸和更大的比表面积,并由此可以表现出比相关技术中的纳米粒子更好的活性。具体而言,本说明书的金属纳米粒子可以在多个领域中使用,如催化剂、药物输送和气体传感器。该金属纳米粒子还可以用作催化剂,或作为化妆品农药、动物营养物或食品补充剂中的活性材料制剂,并且还可以用作电子产品、光学元件或聚合物中的颜料。
[0151] 本说明书的一个示例性实施方案提供了包含该金属纳米粒子的催化剂。
[0152] [具体实施方式]
[0153] 在下文中,将参照具体描述本说明书的实施例详细描述本说明书。但是,本说明书的实施例可以以各种形式修改,并且不解释为本申请的范围限于下面详细描述的实施例。提供本说明书的实施例以便向本领域普通技术人员更完全地解释本说明书。
[0154] 以下实施例中的第一金属盐是包含第一金属离子(其是该第一金属的前体)或包括该第一金属离子的原子团离子的盐,并可以用于提供该第一金属。此外,第二金属盐是包含第二金属离子(其是该第二金属的前体)或包括该第二金属离子的原子团离子的盐,并可以用于提供该第二金属。
[0155] [实施例1]
[0156] 将作为第一金属盐的Ni(NO3)2、作为第二金属盐的K2PtCl4、作为第一表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)、作为第二表面活性剂的1-庚烷磺酸钠(SHS)和作为稳定剂的柠檬酸三钠添加到蒸馏水中以形成溶液,并将该溶液搅拌30分钟。在这种情况下,K2PtCl4对Ni(NO3)2的摩尔比为1:3,ALS是对水的临界胶束浓度(CMC)的2倍,SHS为SDS的1/10摩尔。
[0157] 随后,向该溶液中添加作为还原剂的NaBH4和作为非离子型表面活性剂的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP),并令混合物反应30分钟。
[0158] 随后,该混合物在10,000rpm下离心10分钟以弃去上层的上清液,随后将残留的沉淀物再次分散在蒸馏水中,随后重复离心过程以制备本申请的说明书的金属纳米粒子。制备该金属纳米粒子的过程在14℃的大气下进行。
[0159] 按照实施例1制备的本申请说明书的金属纳米粒子的透射电子显微镜(TEM)图像显示在图1和2中。图2显示了反转图1的颜色获得的图像。也就是说,图1显示了TEM的暗视场,图2显示了TEM的明视场。
[0160] 由于TEM的电子束接触金属纳米粒子时在除了具有大质量的空腔之外的区域中显著发生衍射,本说明书的暗视场TEM图像显示明亮图像。此外,在具有空腔的区域中,TEM的电子束原样透过,由此,显示为黑色图像。
[0161] [实施例2]
[0162] 将作为第一金属盐的Ni(NO3)2、作为第二金属盐的K2PtCl4、作为第一表面活性剂的月桂基硫酸铵(ALS)、作为第二表面活性剂的SPAN 60和作为稳定剂的柠檬酸三钠添加到蒸馏水中以形成溶液,并将该溶液搅拌30分钟。在这种情况下,K2PtCl4对Ni(NO3)2的摩尔比为1:3,ALS是对水的临界胶束浓度(CMC)的2倍,SPAN 60为ALS的1/10摩尔。
[0163] 随后,向该溶液中添加作为还原剂的NaBH4和作为非离子型表面活性剂的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),并令混合物反应30分钟。
[0164] 随后,该混合物在10,000rpm下离心10分钟以弃去上层的上清液,随后将残留的沉淀物再次分散在蒸馏水中,随后重复离心过程以制造本申请的说明书的金属纳米粒子。制备该金属纳米粒子的过程在14℃的大气下进行。
[0165] 按照实施例2制备的本申请说明书的金属纳米粒子的透射电子显微镜(TEM)图像显示在图3和4中。
[0166] [实施例3]
[0167] 将作为第一金属盐的Ni(NO3)2、作为第二金属盐的K2PtCl4、作为第一表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)、作为第二表面活性剂的N-十二烷基-N,N-二甲基-3-氨基-1-丙磺酸内盐(DDAPS)和作为稳定剂的柠檬酸三钠添加到蒸馏水中以形成溶液,并将该溶液搅拌30分钟。在这种情况下,K2PtCl4对Ni(NO3)2的摩尔比为1:3,ALS是对水的临界胶束浓度(CMC)的2倍,DDAPS为SDS的1/10摩尔。
[0168] 随后,向该溶液中添加作为还原剂的NaBH4和作为非离子型表面活性剂的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),并令混合物反应30分钟。
[0169] 随后,该混合物在10,000rpm下离心10分钟以弃去上层的上清液,随后将残留的沉淀物再次分散在蒸馏水中,随后重复离心过程以制造本申请的说明书的金属纳米粒子。制备该金属纳米粒子的过程在14℃的大气下进行。
[0170] 按照实施例3制备的本申请说明书的金属纳米粒子的透射电子显微镜(TEM)图像显示在图5中。
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