铂纳米微粒制备方法的研究
李明元1,毛立群2,郭建辉2,黄在银1
(1.广西大学化学化工学院,广西,南宁 530004;2.河南大学化学化工学院,河南,开封 475001)
摘 要:分散型铂纳米微粒和负载型铂纳米微粒都是重要的催化剂。制备尺度可控、粒度分布均一
的铂纳米微粒,对提高其催化活性和选择性,以及延长其使用寿命具有重要的意义。本文介绍了分散型
和负载型铂纳米微粒常用的制备方法,讨论了各方法的制备原理及其优缺点。
关键词:纳米铂;制备方法;分散型;负载型
1 前言
铂及其合金在石油和化学工业中主要用作催化剂,对加氢反应,氧化反应具有较好的催化性
能[1-2]。近年来随着纳米科学与技术研究的不断深
入,研究工作者发现纳米铂由于具有比表面积高和因而显示出的更高的催化活性,使得关于纳米铂的
制备及催化性能研究成为热点[3-5]。铂纳米微粒的
制备方法大致分为两类,即化学法(化学还原法、微
乳液法等)和物理方法(真空蒸镀法、等离子体溅射
法、粒子束外延法等)。铂纳米微粒的催化性能与其
制备方法密切相关,微粒的尺度、形貌、化合价等对
其催化性能起着至关重要的作用[6],此外,对于载体
型纳米铂催化剂而言,载体的性质也同样对纳米铂
的催化性能也会产生影响。本文简述了铂纳米微粒
的制备方法,主要介绍各种制备方法的原理及其优
缺点,以及运用这些方法制备*铂纳米微粒所取得的进展。
2 分散型铂纳米微粒的制备
分散型铂纳米微粒的制备方法主要有化学还原
法、微乳液法、吸氢多次还原法等。目前关于负载型
铂纳米微粒的制备研究较多,而分散型铂纳米微粒
的制备研究相对较少。
2.1 化学还原法
化学还原法制备纳米铂微粒,一般是在含有金
属铂的盐或者酸里面加入还原剂还原高价铂到铂单
质,然后经过洗涤、过滤、干燥、煅烧等处理后得到催
化剂铂纳米粉体。常用的还原剂有甲醛[7]、多聚甲
醛[8]、硼氢化钠[9]、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、乙
醇、乙二醇、柠檬酸、葡萄糖、水合肼等。化学还原法
纳米颗粒的制备方法
一、纳米粒子的制备方法分类：
1、按照物质的原始状态，可分为固相法、液相法和气相法。
2、按照研究纳米粒子的学科分类，可分为物理方法、化学方法和物理化学方法。
3、按照制备的技术分类，可分为机械粉碎法、气体蒸发法、溶液法、等离子体合成法、激光合成法、溶胶凝胶法等。本文着重针对纳米粒子生成机理与制备过程，粗略地分为物理方法、化学方法。
二、纳米颗粒的物理制备方法：
（一）蒸发法制备纳米颗粒：
1、定义：直接利用气体或利用各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理或化学变化，在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子。
2、气相蒸发法原理：在高真空室中冲入低压的纯净惰性气体或反应气体，预蒸发的物质置于坩埚，通过加热装置逐渐加热蒸发，产生原物质烟雾。由于惰性气体的对流，烟雾向上移动（与反应气体发生化学反应）并接近充液氮的冷却棒（77K）。在蒸发过程中原物质原子与惰性气体碰撞损失能量冷却，造成局域的过饱和，形成均匀的成核过程，然后形成原子簇，长大成纳米粒子。收集。
3、按照原料加热蒸发技术手段的不同，可将蒸发法分为：
1）电阻加热；
2）等离子喷射加热； 3）高频感应加热；
4）电子束加热；
5）激光加热；
6）电弧加热；
7）微波加热。
（二）流动油面上的真空蒸发沉积法（VEROS）：
1、将物质在真空中连续地蒸发到流动着的油面上，然后把含有纳米粒子的油回收到贮存器内，再经过真空蒸馏、浓缩，制备纳米粒子。
2、优点：可以得到平均粒径小于10nm的各类金属粒子，粒子分布窄。
3、缺点：粒子太细，难以从油中分离。
（三）化学气相冷凝法（CVC）：
1、原理：将反应室抽真空，冲入少量的惰性气体，形成数百帕的真空度，（通入反应气体），在加热的反应器内得到目标产物或其前驱体，然后在对流的作用下，到达后部的骤冷转筒器（加入液氮作为冷却介质），转筒后面有一刮刀不断的移去沉积的纳米颗粒，可以提供一个干净的金属表面来进行连续的收集操作。
1 液相法制备MoO3纳米结构
摘 要
“纳米”是一个长度单位，1纳米是1米的十亿分之一(1nm=10-9m）相当于头发丝直径的十万分之一。纳米材料指的是晶粒尺寸为纳米级(10-9m)的超细材料。纳米材料由于具有与块体材料不同的尺寸效应、体积 效应、表面界面效应和宏观量子隧道效应等，使其在电子信息、化工、生物工程、医药、航空航天、国防等高尖端领域有着广泛的应用前景。纳米材料既是一种新材料又是构成新材料的重要原料。
钼和钼合金材料不仅具有良好的耐高温强度和硬度,而且具有良好的导电、导热、抗腐蚀等性能,此广泛应用于化学化工、冶金机械及航空航天等工业领域。三氧化钼( MoO3) 不仅是制备钼和钼合金材料的主要原料,而且本身也具有电致变色、光致变色、光催化降解及气敏等特性, 因此在合成敏感元件、催化剂、快离子导体及潜在的电池电极等许多功能材料方面具有特殊用途。
制备性能优异的三氧化钼薄膜一直是研究的重点。近年来,随着科学技术的进步,不断出现许多新型的三氧化钼薄膜制备方法。目前已有多种制备MoO3 薄膜的方法,如蒸镀法、电化学沉积法 、溅射法、溶胶-凝胶法等。本文主要从沉淀法，水热法，化学气象沉积法，溶胶凝胶法等工艺流程来阐述MoO3的制备。
关键词:纳米,三氧化钼,液相法,纳米薄膜,钼合金材料
2 THE LIQUID PHASE PREPARATION OF NANO MoO3
ABSTRACT
"Nano" is a unit of length, 1 nanometer is one hundred billionth
of a meter (1 nm = 10-9 m), and it is equivalent to one over one
hundred thousand the diameter of a hair. Nano material refers to the
纳米粒子的制备技术
一般把尺寸在0．1nm到100nrn之间，处在原子簇和宏观物体交接区域内的粒子称为纳米材料或超微粒。纳米材料由于具有由表面效应．体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应引起的奇异力学、电学、磁学、热学．光学和化学活性等特性而使其在国防、电子，化工、核技术、冶金、航空．轻工．医药等领域中具有重要的应用价值，在催化、发光材料、磁性材料、半导体材料及精细陶瓷材料等领域已得到了广泛的应用。无论是美国的“星球大战计划”、信息高速公路”，欧共体的“尤里卡计划”，还是我国的“863计划”都把制备纳米材料列为重点发展项目。纳米材料是纳米科技的基础，而纳米粒子的制备及其表征工作是纳米材料研究领域中的最基本、最重要的研究工作。为了实现纳米材料产业规模化，如何制备高纯．超细、均匀的纳米微粒就显得十分重要。一种好的制备方法，制备出来的纳米微粒应是直径小而分布均匀，所需设备也应尽可能的简单易行，纳米微粒的制备方法多种多样。目前，纳米粒子的制备方法很多，根据不同的分类标准，可以有多种分类方法。根据反应环境可分为液相法、气相法和固相法；根据反应性质可分为化学制备法、化学物理制备法和物理制备法。不同的制备方法可导致纳米粒子的性能以及粒径各不相同。
化学制备方法
气相法
气相法也是一种常用的方法。它是直接利用气体或通过各种方式将物料变成气体,使之在气体状态下发生物理变化或化学反应,最后经冷却凝聚形成超细固体微粒的方法。气体蒸发法制备的纳米微粒主要具有如下特点:①表面清洁;②粒度整齐,粒径分布窄;③粒度容易控制;④颗粒分散性好。气相法通过控制可以制备出液相法难以制得的金属、碳化物、氮化物、硼化物等非氧化物超微粉。
气相法主要包括：
①气体冷凝法 气体冷凝法的基本原理是:在惰性气氛下令原材料蒸发,随后,原材料的蒸气原子因在与惰性气体原子的不断碰撞过程中逐渐损失其能量而发生凝聚;控制条件,可形成粒径为几个纳米的微粒。Sanchez2Lopez 等采用此法制备了ZnS 超细粉末,TEM 结果表明其平均粒径为8nm ,且大部分微粒粒径都在7～9nm 这一较窄的分布范围内。气体冷凝法可通过调节气体压力、惰性气体温度、蒸发温度或速率等手段,来控制纳米微粒粒径的大小。但该法仅适用于制备低熔点、成分单一的物质,难于合成金属氧化物、氮化物等高熔点物质的纳米微粒。Ozawa 等在低压氦气氛中,用激光辐射已抛光的多晶钨,合成了W纳米微粒。研究发现,粒径小于80nm 的W微粒的尺寸大小受环境压力的影响。因而可通过严格控制环境压力的大小来获得特定尺寸的单分散W纳米微粒。与传统的加热蒸发底物的方法相比,激光的使用减少了因底物与坩埚反应造成的污染。但激光器的效率低,电能消耗较大,难于实现规模化生产。
