Au-Ag双金属纳米簇的合成及其催化应用(2)

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3.3小结 24

结论 25

致谢 26

参考文献 27

1 引言

研究双金属纳米颗粒，是一个有着广阔前景的前沿领域。由于双分子纳米簇具有一些特殊的结构、组成和性质，如：单分散性、可调控性、自组装和涉及光、电、磁、催化、化学和生物反应的能力，而被广泛应用于催化、光学、磁学和生物诊断器等领域[1]。与单一的纳米金属相比较，双金属纳米材料由于具有特别的表面性质和电子结构，因而越来越受到人们的重视。

1.1 国内外研究背景

1.2 Au-Ag双金属纳米材料的制备、表征和应用

双金属纳米材料发展至今，通过各种不同的实验方法，得到了不同形状的双金属纳米材料，如核壳结构、椭球结构、多面体结构等；然后通过对双金属进行各种表征，分析实验条件对双金属纳米材料的尺寸、形状、功能等方面的影响。

1.2.1 Au-Ag双金属纳米材料的制备方法

（1）多元醇法

多元醇法，是指通过液相多元醇(一般常用多元醇是乙二醇)体系来分散金属盐，升高反应温度进而使金属原子还原出来，然后还原出来的金属原子在体系中聚集起来形成金属颗粒的制备单元或多元纳米材料较理想的方法。多元醇法的方法工艺十分简单易行，反应原料的适应性非常强，而且，多元醇法中，醇溶液不仅可作为金属先驱体的溶剂，而且醇溶液还可以作为分散剂，具有双重作用，因此多元醇法具有比较好的发展前景。Tsuji等用多元醇法合成了三角双锥形、立方形、棒状和线状等Au@Ag核壳结构纳米粒子[2]。

（2）胶体粒子晶种法

胶体粒子晶种法是一种基于晶核生长理论的制备方法。首先，通过控制反应的条件先一步将胶体粒子合成出来，然后再将胶体粒子作为成核中心和生长中心，让第2种金属直接在成核中心的胶体粒子表面沉积，从而合成双金属纳米粒子。冯忠伟等以柠檬酸化学还原法制备的金纳米粒子作晶种，在光照的条件下Ag+被柠檬酸钠还原成金属银，均匀地覆盖在金粒子表面，制成具有良好的分散性和较为规则的球形金/银复合纳米粒子[3]。

（3）溶胶一凝胶法

由于溶胶一凝胶法是一种在低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的方法，反应方法十分便利，因此溶胶一凝胶法在软化学合成中占据着非常重要的地位。溶胶一凝胶法不仅可以应用于制备玻璃、陶瓷、薄膜、纤维、复合材料等方面，更是在纳米粒子的制备方面广泛应用。溶胶—凝胶法的化学反应过程如下，首先，将反应原料分散在溶剂中，然后，反应原料经过水解反应生成活性单体，接着，活性单体开始进行聚合，慢慢成为溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，最后，可以将凝胶经过干燥和热处理，然后就制备出了纳米粒子和所需要材料。Devaraja等人用溶胶、凝胶法合成了Au-Ag、Au-Pt双金属纳米粒子[4]。

（4）置换法

置换法是一种利用金属置换反应，制备金属纳米材料的方法。首先将相比较来说还原性较强的原料金属加入到(或在同一溶液中)氧化性较强的金属盐溶液中，将金属盐溶液的金属离子置换出来，并且置换出来的金属离子沉积在原料金属表面进而形成复合粒子。由于置换法具有工艺与设备简单、速度快、成本低廉等的特点，经常被运用到实验中，但由于其实验原理，置换法一般只适用于制备内核为还原性强的金属的复合粒子。Sakai等通过在含有纳米金或银的甲酰胺溶液中滴加Ag+或AuCl4-制备了Au-Ag双金属纳米粒子[5]。