金属纳米粒子的制作方法
【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块材料的光、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(ΤΕΜ)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(ΤΕΜ)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 (ΤΕΜ)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门地定义。
[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，效率可以显著提尚ο
[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]根据本说明书的不例性实施方案，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]根据本说明书的不例性实施方案，第一金属可以选自金属、准金属、镧系金属和婀系金属，属于周期表的第3至15族。具体而言，第一金属可以选自铀(Pt) ；IT (Ru);铭(Rh)；钼(Mo);锇(Os);铱(Ir) M (Re);钯(Pd) ;?凡(V);妈(ff);钴(Co);铁(Fe);砸(Se);镍(Ni) M (Bi);锡(Sn);络(Cr);钛(Ti);金(Au);铺(Ce);银(Ag)和铜(Cu)。
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