本发明专利技术公开了一种含有贵金属核的核壳结构纳米粒子的制备方法，包括以下工艺步骤：1)含有贵金属的纳米碳球的制备、2)在含有贵金属的纳米碳球外包覆壳层、3)含有贵金属核的核壳结构纳米粒子的制备，其中所述第2)步包覆壳层的工艺是将含贵金属核的纳米碳球溶解于无水乙醇中，利用氨水控制钛酸四丁酯或正硅酸乙酯的水解速度，反应得到贵金属的纳米碳球外包覆的壳层；第3)步的煅烧采用缓慢升温、低温保温的工艺。此工艺利用氨水控制钛酸四丁酯或正硅酸乙酯水解速度，无需有机溶剂高温回流，使反应条件更加温和；此方法工艺流程较为简单、适合工业化生产；并且此工艺所得到的贵金属核尺寸均匀、粒度好；壳层结构完整。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料化学及纳米材料领域，特别涉及ー种金/ ニ氧化钛核壳结构纳米粒子的制备方法。
技术介绍
随着纳米技术的深入开发和应用，合成具有多种功能的纳米复合结构已经成为纳米科学领域ー个重要的研究热点和发展趋势。Yolk/Shell(核/売)结构是最近研究出的一种新颖的核壳结构，指的是在ー个空的壳中包有其他粒子并且这二者之间有间隙，而且Yolk/Shell结构中的粒子是可以自由移动的。Yolk/Shell结构结合了 Yolk和Shell两部分的性质，Shell部分具有密度低、比表面积大等特性，同时Yolk部分的纳米颗粒(例如纳米金颗粒)也有其优良的性能，使其在医药、化工、生物等诸多
都有重要的应用，特别是金/ ニ氧化钛yolk/shell结构纳米粒子由于其特有的性能,在催化、能量转化、药物载体等领域有着广泛的应用前景。目前，合成金/ニ氧化钛yolk/shell结构纳米粒子的方法主要是模板法。Yin等人[Science. Vol. 304，711，(2004)]利用柯肯达尔效应成功合成出氧化钴/钼金属颗粒的核壳结构后，人们开始利用类似的方法合成金/ ニ氧化钛及金/ ニ氧化硅的yolk/shell结构。Lee等人[Angew. Chem. Int. Ed. 50,10208, (2011)]以ニ氧化娃为模板,先合成纳米金颗粒，再包覆上ニ氧化硅壳层，然后再在ニ氧化硅壳层外包覆ニ氧化钛壳层，最后利用氢氧化钠选择刻蚀掉ニ氧化娃壳层，从而得到金/ ニ氧化钛yolk/shell结构,但此方法合成エ艺复杂，生产周期长；Park等人[Adv. Mater. Vol. 20，1523，(2008)]利用金与氰化物的反应，先合成出金纳米颗粒，包覆上ニ氧化硅壳层后，再利用氰化钾刻蚀掉部分金纳米颗粒，从而得到金/ ニ氧化硅yolk/shell结构，但此方法合成成本高，而且金颗粒的刻蚀程度不易控制。俞书宏等[中国专利技术专利，申请号为200710023240. 3]利用内含金颗粒的碳纳米球，控制油浴温度与回流时间，得到具有不同厚度壳层的金/ニ氧化钛yolk/shell结构，但是此方法反应体系为こニ醇等有机溶剂，油浴温度高，且后期煅烧温度也较高。综上所述，目前制备金/ ニ氧化钛yolk/shell结构的方法大多合成エ艺复杂，生产周期长，反应条件较为苛刻，而且在金核粒径均一和形貌可控等方面还存在较大的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种エ艺简单易行、条件温和、エ艺流程短的含有贵金属核的核壳结构纳米粒子的制备方法，并且此エ艺所得到的贵金属核尺寸均匀、粒度好；壳层结构完整。为实现上述目的，采取的技术方案如下。—种含有贵金属核的核壳结构纳米粒子的制备方法，包括以下エ艺步骤1)含有贵金属的纳米碳球的制备、2)在含有贵金属的纳米碳球外包覆壳层、3)含有贵金属核的核壳结构纳米粒子的制备，其中所述第2)步包覆壳层的エ艺是将含贵金属核的纳米碳球溶解于无水こ醇中，利用氨水控制钛酸四丁酯水解速度，反应得到贵金属的纳米碳球外包覆的壳层；第3)步的煅烧采用缓慢升温エ艺。本专利技术的一种制备方法，包括以下エ艺步骤1)含有贵金属的纳米碳球的制备，将l_4g糖类化合物溶于去离子水中，配成浓度为O. 144-0. 577mol/L的溶液，再加入85-340 μ L浓度为O. 0243mol/L的氯金酸或银氨溶液,混合均匀后,放入聚四氟こ烯反应爸中，在160-200°C的条件下 反应1-4小时，过滤洗涤得到产物，然后在40°C干燥12小时后得到含有贵金属的纳米碳球；2)在含有贵金属的纳米碳球外包覆壳层，取步骤I)制备得到的含贵金属的纳米碳球，分散于10-40ml无水こ醇中，配成O. 05-0. 2g/L的溶液,常温超声震荡15分钟，再加入O. 1-0. 8ml的氨水，再超声震荡15分钟后加热至25_35°C，在磁力搅拌下以O. lml/min的速度缓慢滴加O. 2ml_0. 8ml的钛酸四丁酯或正娃酸こ酯,反应24h,过滤洗涤得到产物，然后再40°C干燥12小时，得到在含有贵金属的碳球外包覆壳层的纳米粒子；3)含贵金属核的核壳结构纳米粒子的制备，将用上述步骤制备得到的纳米粒子加热煅烧，以6°C /h的速率升温至400°C，保温2小时，得到含贵金属核的核壳结构纳米粒子。本专利技术中所述的贵金属核为金或银粒子；壳层为ニ氧化硅或ニ氧化钛。本专利技术中所述糖类化合物为葡萄糖、麦芽糖、蔗糖中的ー种，其中优选葡萄糖。本专利技术中步骤I)中所述的洗涤方法为，先用水洗三次，再用醇洗三次。本专利技术中步骤2)中所述的洗涤方法为，用こ醇洗三次。本专利技术制备エ艺步骤I)中糖类化合物溶液的浓度为O. 144-0. 577mol/L，此參数的确定主要考虑了产率与时间的问题，当浓度过低时，需要反应的时间较长才能有高的产率；而浓度过高时，当反应时间长，就会出现团聚，颗粒大，当反应时间短，又会出现颗粒粒径不均匀。本专利技术制备エ艺步骤2)中钛酸四丁酯或正硅酸こ酯的水解过程，当加入水时，钛酸四丁酯或正硅酸こ酯快速水解，不利于包覆，当不加入水时，水解不能进行；而PH值也对水解过程影响大。所以加入氨水，一方面缓慢释放水，有利于的水解，一方面又能调节PH值。本专利技术制备エ艺步骤3)中纳米粒子的加热煅烧采用的是缓慢升温，并且与现有技术相比降低了烧结温度，从而提高了壳层材料的结构完整性，提高了核壳材料的均匀性。与现有技术相比，本专利技术的优点在于1) 一歩法制备含有金核的纳米碳球颗粒；2)纳米碳球表面富含羰基和羧基，无需表面修饰改性就可以包覆ニ氧化钛或ニ氧化硅；3)利用氨水控制钛酸四丁酯或正硅酸こ酯水解速度，无需有机溶剂高温回流，使反应条件更加温和；4)本专利技术提供的方法エ艺流程较为简单、适合エ业化生产；并且此エ艺所得到的贵金属核尺寸均匀、粒度好；壳层结构完整。附图说明图I为本专利技术实施案例I得到的含金核的纳米碳球的透射电镜照片。图2为本专利技术实施案例I得到的金/ ニ氧化钛yolk/shell结构纳米粒子的透射电镜照片。图3为本专利技术实施案例2得到的金/ ニ氧化钛yolk/shell结构纳米粒子的透射电镜照片。具体实施例方式下面结合具体的实施方式对本专利技术的技术方案做进ー步说明。实施例II)含有金核的纳米碳球的制备先取2g糖类化合物溶于35ml去离子水中，配成O. 289mol/L的溶液，再加入170 μ L的O. 0243mol/L的氯金酸水溶液，混合均匀后，放入50ml的聚四氟こ烯反应釜中，在180°C的水热条件下反应4小时，过滤洗涤得到产物，洗涤先用水洗三次，再用醇洗三次， 然后再40°C干燥12小时后得到含有金核的纳米碳球。碳球直径，160-200nm,金颗粒直径20_40nm。2)在含有金核的纳米碳球外包覆ニ氧化钛壳层取O. 02g制备得到的含金核的纳米碳球，分散于20ml无水こ醇中，配成O. lg/L的溶液，常温超声震荡15分钟，再加入O. 2ml的氨水，再超声震荡15分钟后加热至25°C，在磁カ搅拌下以O. lml/min的速度缓慢滴加O. 2ml的钛酸四丁酷，反应24h，过滤洗涤得到产物，洗涤用こ醇洗三次，然后再40°C干燥12小时，得到在含有金核的碳球外包覆ニ氧化钛壳层的纳米粒子。3)金/ ニ氧化钛yolk/s本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种含有贵金属核的核壳结构纳米粒子的制备方法，包括以下エ艺步骤1)含有贵金属的纳米碳球的制备、2)在含有贵金属的纳米碳球外包覆壳层、3)含有贵金属核的核壳结构纳米粒子的制备，其特征在于，所述第2)步包覆壳层的エ艺是将含贵金属核的纳米碳球溶解于无水こ醇中，利用氨水控制钛酸四丁酯或正硅酸こ酯的水解速度，反应得到贵金属的纳米碳球外包覆的壳层；第3)步的煅烧采用缓慢升温、低温保温エ艺。2.如权利要求I所述的ー种制备方法，其特征在于，包括以下エ艺步骤1)含有贵金属的纳米碳球的制备，将l_4g糖类化合物溶于去离子水中，配成浓度为O. 144-0. 577mol/L的溶液，再加入85-340 μ L浓度为O. 0243mol/L的氯金酸或银氨溶液，混合均匀后，放入聚四氟こ烯反应釜中，在160-200°C的条件下反应1-4小时，过滤洗涤得到产物，然后在40°C干燥12小时后得到含有贵金属的纳米碳球；2)在含有贵金属的纳米碳球外包覆壳层，取步骤I)制备得到的含贵金属的纳米碳球，分散于10_40ml无水こ醇...
【专利技术属性】
技术研发人员：王戈，陈晨日，杨穆，高鸿毅，王倩，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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