制备各向异性的金属纳米颗粒的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备各向异性的金属纳米颗粒的新方法，所述的金属纳米颗粒具有高纵横比和不同类型的结构，其通过原子量子簇（AQC）的催化作用来制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备各向异性的金属纳米颗粒的新方法，其属于化学催化领域，并且其应用于各向异性的金属纳米颗粒的合成。
技术介绍
当今，人们对于制造具有不同形态的各向异性的金属纳米颗粒具有极大的兴趣，纳米纤维的制造是最感兴趣的几项之一，因为纳米纤维可用于制备基于非金属材料(陶瓷、聚合物、玻璃等)的纳米复合材料，从而赋予这些材料金属特性。例如新型抗静电纳米复合材料、用于防护电磁辐射的纳米复合材料、用于热传递的纳米复合材料和纳米复合材料液体等的应用使得这一主题在当今技术中突显得极其重要。 AQC具有特殊的生理化学特性，其不同于在不同的能级之间以费米能级(H0M0-LUM0间隙或能带隙)具有电子跃迁带的纳米颗粒，并且缺少纳米颗粒典型的等离子带。取决于表征这些AQC的重要量子效应，这些材料的特殊的特性使得它们不同于纳米颗粒或者大块材料。此外，出于成本以及不使非金属基质的固有特性恶化的原因，通过在基质中引入最少量的金属颗粒来获得所需要的金属特征是重要的。基于各向异性的几何构型(例如圆柱状的纤维)允许利用非常低浓度的临界值来实现渗透作用的事实，获得允许控制纳米颗粒的尺寸和形状的简单且可扩大规模的方法是当前的一项极其重要的挑战。在最近的几十年中，开发了大量用于合成在形状和尺寸上具有很大差别的纳米颗粒的化学方法，例如纳米圆柱体(Busbee, B. D. ; Obare, S. O. ;Murphy, C. , J.Adv. Mater.，2003，15，414;Perez-Juste，J. ;Liz-MarzanjL. M. ;Carnie，S. ;Chan, D.Y. C. ; Mulvaneyj P. , Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 571),多形态体(Chen，S. ; Wang，Ζ·L ; Ballatoj J. ; Foulgerj S. H. ; Carroll, D. L，J. Am. Chem. Soc.，2003，125，16186)、纳米棱柱体(Pastoriza-Santos, I. ;Liz-Marzanj L. Μ. , Nano Lett.，2002，2，903;Millstone，J.E.; Park, S. ; Shufordj K. L. ; Qinj L. ; Schatzj G. C. ;Mirkin, C. A. , J. Am. Chem.Soc.，2005，127，5312)、纳米立方体(Imj S. H. ;Lee, Y. T. ; Wiley, B. ;Xia，Y.，Ang. Chem.Int. Ed.，2005，44，2154)、纳米四面体(Wiley, B. ;Herricks, T. ;Sun，Y. ;Xia，Y.，NanoLett.，2004，4，1733)或者纳米圆盘体(Mai I lard, M. ; Giorgio, S. ; Pilenij M. P. , J. Phys.Chem. Bj 2003，107，2466)。尽管这是胶体化学最引人注目的进展之一，然而迄今为止，开发的各种方法却存在着各种各种的问题和复杂性(P6rez_Juste，J. ;Pastoriza-Santosj I. ;Liz-Marζ η,L. Μ. ;Mulvaneyj P.，Coordination Chemistry Reviews, 249，2005，1870 - 1901)，使得这些方法尤其不适用于以简单且可控的方式扩大规模并制造各向异性的纳米颗粒(Jin, R. ; Caoj Y. C. ; Haoj E. ; Metrauxj G. S. ; Schatzj G. C. ; Mirkinj C.A.，Nature, 2003，425，487)。除了与本专利技术目的不相关的其它方法(例如使用固体模型的电化学沉积方法等)，迄今为止，开发的用于实现纳米颗粒的各向异性生长的化学方法基于所使用的试剂，例如聚合物、表面活性剂等，通过在金属的任意晶面上的选择性吸收，抑制晶面的生长，由此实现控制纳米颗粒的各向异性生长。尽管这可能适用于某些特殊的情况，但是通常获得的纳米颗粒浓度非常低，并且为了在任意情况中都能够控制晶面生长，必须使用复杂的反应条件，例如像那些在专利US 7，585，349中使用的高温或者有机溶剂，或者使用的非常差地界定的并且由此扩大规模性非常差的方法，这些方法由晶种(晶核)、表面活性剂、重金属盐的添加、多步骤工序等的复杂组合构成(Jana, N. R. ; Gearheart, L. ; Murphy, C. J. , Adv. Mater. 13, 1389, 2001; ChristopherJ.Johnson, Erik Dujardin, Sean A.Davis, Catherine J.Murphy, Stephen Mann, J.Mater. Chem. 12, 1765, 2002;Zhi-Chuan Xu, Cheng-Min Shen, Tian-Zhon Yang, Huai-RuoZang, Hong-Jun Gao, Nanotechnology, 18，115608, 2007),以及所使用的方法需处于热液条件中，需在位于环境条件之上的压力和温度下，并且存在用于抑制晶面的特定生长的不同物质(聚合物、表面活性剂等)(P6rez_Juste, J.等)。在最后的情况中，可以非常精确地控制形状和尺寸，但是该方法存在使用加压反应器导致的缺陷。上述方法对于试验条件极 其敏感，例如简单地改变供给表面活性剂的容器，直接影响能够完全各向异性的最终形状(Smith, D. K. ;Korgel, B. A. , Langmuir, 2008, 24, 644-649)。此外，最近，Barnard等(AlirezaSeyed-Razavi, Ian K. Snook, Amanda S. Barnard, J. Mater. Chem, 2010, 20, 416-421)得出结论，纳米颗粒演变的完整理论还不存在。基于所有的这些原因，当前需要提供一种允许以简单的方式来控制各向异性纳米颗粒的形成的化学方法。专利技术概述本专利技术的专利技术人惊讶的发现了一种方法，其通过使用稳定的原子量子簇(AQC)作为催化剂使金属纳米颗粒各向异性生长。专利技术人还已经发现各向异性的生长，即，纳米颗粒的形状可以通过控制催化剂(AQC)浓度与金属离子浓度的比值来调整，旨在形成纳米颗粒。该方法的优点在于，通过使用在本专利技术中为AQC的催化剂，其相比于其它已知的技术能够以更精确的方式来控制各向异性生长，所述已知的技术例如利用晶种的引晶技术或者金属盐的热分解；该方法可以使用高反应试剂浓度，这意味着扩大规模更加容易；可获得纵横比高的纳米颗粒；并且该方法还允许以简单的、可扩大规模的且可控制的方式大规模生产各向异性的纳米颗粒，获得高产率的特定的纳米颗粒。应当指出，对于本专利技术，不需要使用通常用作生长抑制剂的试剂，例如表面活性剂；聚合物，例如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚丙烯酸。出于这一原因，所获得的颗粒可以是裸颗粒，即，它们不具有相关的涂层，例如表面活性剂、聚合物或者任何其它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼努埃尔阿图罗·洛佩兹金特拉，何塞·里瓦斯雷伊，
申请(专利权)人：圣地亚哥德孔波斯特拉大学，纳隙微纳米粉末有限公司，
类型：
国别省市：