制备金属纳米粒子的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备金属纳米粒子的方法，该方法包括：形成溶液，该溶液包含卤化物、氨基酸、溶剂、在所述溶剂中提供金属离子或包含金属离子的原子团离子的金属盐以及在所述溶剂中形成胶束的至少一种表面活性剂；以及通过向所述溶液中添加还原剂来形成金属纳米粒子，其中，所述金属纳米粒子包含至少一个含有至少一种金属的碗状粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备金属纳米粒子的方法
本申请要求于2014年8月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0106082的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本文中。本说明书涉及一种制备金属纳米粒子的方法。
技术介绍
纳米粒子是具有纳米级粒子尺寸的粒子，并且由于较大的比表面积和电子转移所需的能量随着物质的尺寸变化的量子限制效应，而表现出与大块物质完全不同的光学、电学和磁性特征。因此，由于这些特性，它们在催化剂领域、电磁领域、光学领域和医学领域等中的应用备受关注。纳米粒子可以被认为是介于大块与分子之间的中间状态，并且可以按照两种方法，即，“自上而下”的方法和“自下而上”的方法来合成。合成金属纳米粒子的方法的实例包括在溶液中使用还原剂还原金属离子的方法、使用伽马射线合成金属纳米粒子的方法和电化学方法等，但是在现有方法中，难以合成具有均匀的尺寸与形状的纳米粒子，或者由于各种原因，例如有机溶剂的使用导致环境污染和高成本等的问题，因而难以经济地大规模生产高质量的纳米粒子。[引用列表]韩国专利申请公开No.10-2008-0097801的官方公报
技术实现思路
技术问题本说明书旨在提供一种制备金属纳米粒子的方法。技术方案本说明书的一个示例性实施方案提供一种制备金属纳米粒子的方法，该方法包括：形成溶液，该溶液包含溶剂、在所述溶剂中提供金属离子或含有金属离子的原子团离子的金属盐、在所述溶剂中形成胶束的一种或多种表面活性剂、氨基酸和卤化物；以及通过向所述溶液中添加还原剂来形成金属纳米粒子，其中，所述金属纳米粒子包含一个或多个含有一种或多种金属的碗型粒子。有益效果根据本说明书的一个示例性实施方案的制备金属纳米粒子的方法的优点在于，可以大规模地生产具有几纳米的均匀的尺寸的金属纳米粒子，具有降低成本的效果，并且在制备过程中不产生环境污染。此外，根据本说明书的制备金属纳米粒子的方法，可以制备由于较大的比表面积而具有提高的活性的金属纳米粒子。附图说明图1示出了本说明书的碗型粒子的横截面的实例；图2示出了本说明书的两个碗型粒子彼此部分地接触的形状的金属纳米粒子的横截面的实例；图3和图4示出了通过本说明书的制备方法形成的金属纳米粒子的横截面的实例；图5示出了根据实施例1制备的金属纳米粒子的透射电镜(TEM)图像；图6示出了根据比较例1制备的金属纳米粒子的透射电镜(TEM)图像；图7示出了根据比较例2制备的金属纳米粒子的透射电镜(TEM)图像。具体实施方式在本说明书中，当一个部分“包含”一个组分时，除非另外特别说明，否则这并不表示排除另外的组分，而是表示还可以包含另外的组分。下文中，将更详细地描述本说明书。本说明书的一个示例性实施方案提供一种制备金属纳米粒子的方法，该方法包括：形成溶液，该溶液包含溶剂、在所述溶剂中提供金属离子或含有金属离子的原子团离子的金属盐、在所述溶剂中形成胶束的一种或多种表面活性剂、氨基酸和卤化物；以及通过向所述溶液中添加还原剂来形成金属纳米粒子，其中，所述金属纳米粒子包含一个或多个含有一种或多种金属的碗型粒子。本说明书中的碗型可以是指在横截面上包括至少一个曲线区域。或者，碗型可以是指在横截面上混合有曲线区域和直线区域。或者，碗型可以是半球形形状，该半球形形状可以不必是分割线穿过球体中心分割粒子而得的形状，而是可以是球体的一个区域被除去的形状。此外，球形不仅是指完美的球形，而且可以包括大致球形的形状。例如，球体的外表面可以不平滑，而且球体的曲率半径可以不是常数。或者，本说明书的碗型粒子可以是指相当于中空纳米粒子的30％至80％的区域不连续地形成。或者，本说明书的碗型粒子可以是指相当于中空纳米粒子的整个壳部分的30％至80％的区域不连续地形成。图1示出了根据本说明书的碗型粒子的横截面的实例。根据本说明书的一个示例性实施方案，金属纳米粒子可以由一个或两个碗型粒子构成。具体地，根据本说明书的一个示例性实施方案，金属纳米粒子可以由一个碗型粒子构成。在这种情况下，金属纳米粒子的横截面可以是图1中所示的横截面的一种。根据本说明书的一个示例性实施方案，金属纳米粒子可以是两个碗型粒子彼此部分地接触的形状。本说明书的两个碗型粒子彼此部分地接触的形状的金属纳米粒子可以是其中中空纳米粒子的一部分裂开的形状。图2示出了本说明书的两个碗型粒子彼此部分地接触的形状的金属纳米粒子的横截面的实例。根据本说明书的一个示例性实施方案，碗型粒子彼此部分地接触的区域可以包括其中切线的斜率相反的区域。根据本说明书的一个示例性实施方案，所述制备方法可以包括在金属纳米粒子的内部形成中空核的方法。在本说明书中，中空是指金属纳米粒子的核部分是空的。此外，中空可以以与中空核相同的含义使用。根据本说明书的一个示例性实施方案，中空可以包括如下空间，50体积％以上，具体地为70体积％以上，更具体地为80体积％以上不存在内部物质。或者，中空也可以包括如下空间，该空间内部50体积％以上，具体地为70体积％以上，更具体地为80体积％以上为空的。或者，中空可以包括内部孔隙率为50体积％以上，具体地为70体积％以上，更具体地为80体积％以上的空间。根据本说明书的一个示例性实施方案的制备金属纳米粒子的方法可以包括将一种或多种表面活性剂形成的胶束的内部区域形成为具有中空部分。本说明书中的壳或壳部分可以是指构成包含一个或多个碗型粒子的金属纳米粒子的金属层。具体地，下面的壳或壳部分可以是指包含一个或多个碗型粒子的金属纳米粒子。根据本说明书的一个示例性实施方案，金属纳米粒子可以是如下形状，其中由中空核和金属壳组成的金属纳米粒子的壳部分的一部分被除去。根据本说明书的一个示例性实施方案，溶液的形成可以包括一种或多种表面活性剂在溶液中形成胶束的步骤。具体地，根据本说明书的一个示例性实施方案，溶液的形成可以包括第一表面活性剂和第二表面活性剂在溶液中形成胶束的步骤。根据本说明书的一个示例性实施方案，一种或多种金属离子或包含金属离子的原子团离子可以形成金属纳米粒子的壳部分。具体地，根据本说明书的一个示例性实施方案，第一金属离子或包含第一金属离子的原子团离子；以及第二金属离子或包含第二金属离子的原子团离子可以形成金属纳米粒子的壳部分。根据本说明书的一个示例性实施方案，金属纳米粒子的形成可以通过将金属离子或包含金属离子的原子团离子结合至胶束的部分外表面上，并使所述金属离子或包含金属离子的原子团离子还原而形成碗型粒子。根据本说明书的一个示例性实施方案，卤化物在溶剂中提供卤素离子，卤素离子可以结合至胶束的部分外表面上以抑制金属离子或包含金属离子的原子团离子结合至胶束的该部分外表面上。具体地，卤素离子可以用于结合至胶束的部分外表面上，以防止部分地形成金属层，从而形成碗型粒子。根据本说明书的一个示例性实施方案，卤化物可以是指金属卤化物。更具体地，根据本说明书的一个示例性实施方案，卤化物可以是指碱金属或碱土金属的卤化物。具体地，根据本说明书的一个示例性实施方案，卤化物可以包括选自LiF、LiCl、LiBr、LiI、NaCl、NaBr、NaI、KCl、KBr、KI、MgCl2、MgBr2、MgI2、CaCl2、CaBr2和CaI2中的一种或多种。根据本说明书的一个示例性实施方案，相对于溶剂，卤化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备金属纳米粒子的方法，该方法包括：形成溶液，该溶液包含溶剂、在所述溶剂中提供金属离子或包含金属离子的原子团离子的金属盐、一种或多种在所述溶剂中形成胶束的表面活性剂、氨基酸和卤化物；以及通过向所述溶液中添加还原剂形成金属纳米粒子，其中，所述金属纳米粒子包含一个或多个含有一种或多种金属的碗型粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.14 KR 10-2014-01060821.一种制备金属纳米粒子的方法，该方法包括：形成溶液，该溶液包含溶剂、在所述溶剂中提供金属离子或包含金属离子的原子团离子的金属盐、一种或多种在所述溶剂中形成胶束的表面活性剂、氨基酸和卤化物；以及通过向所述溶液中添加还原剂形成金属纳米粒子，其中，所述金属纳米粒子包含一个或多个含有一种或多种金属的碗型粒子。2.根据权利要求1所述的方法，其中，金属纳米粒子的形成是通过将所述金属离子或所述包含金属离子的原子团离子结合至所述胶束的部分外表面上，并使所述金属离子或所述包含金属离子的原子团离子还原而形成所述碗型粒子。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述卤化物在所述溶剂中提供卤素离子，该卤素离子结合至所述胶束的部分外表面上，以抑制所述金属离子或所述包含金属离子的原子团离子结合至所述胶束的部分外表面上。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面活性剂包括第一表面活性剂和第二表面活性剂，并且以所述第一表面活性剂形成的胶束的外侧表面的形状形成碗型粒子，在所述第二表面活性剂形成的胶束区域中形成空腔。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述空腔通过调节所述第二表面活性剂的浓度、链长、外端部分的尺寸或电荷类型形成。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一表面活性剂的浓度是相对于所述溶剂的临界胶束浓度的1倍至5倍。7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二表面活性剂的摩尔浓度是所述第一表面活性剂的摩尔浓度的0.01倍至1倍。...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔兰，金洸贤，方晸业，金相勋，黄教贤，赵俊衍，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR