【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料，具体涉及一种镍纳米晶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、相较于贵金属，活泼金属纳米材料的形貌控制合成仍是一项挑战，主要是由于活泼金属较易氧化，且缺乏种晶控制机制和形貌控制方法。如何实现特定形貌纳米晶的合成一直是该类材料研究中的重要课题。镍纳米材料具有磁性和催化双重性质，广泛应用于多种催化反应，且在地壳中的储量丰富，具有较低的成本，使其成为一类模板材料的理想选择。
2、为此，人们发展了种晶生长、溶剂热等镍纳米材料的合成方法。例如，黄小青等人使用油胺、葡萄糖和甲酸镍混合加热至230℃合成了六方相镍纳米球(adv.funct.mater.2023,33,2300636)；richard d.tilley等人将金纳米晶(作为晶种)、十六胺、三辛基膦在二甲苯中混合并通入5个大气压的氢气，在145℃下反应24小时，合成了六方相镍纳米枝杈(j.am.chem.soc.2022,144,11094-11098)；李星国等人将甲酸镍、油胺、油酸在十八烯中混合加热至200℃并加入羰基铁，合成了镍纳米片(nanotechnology,2006,17,4834-4839)。
3、这些方法在镍纳米晶的合成中取得了一定成功，然而，镍纳米晶的形貌仍然匮乏，十面体、四面体等形貌仍未见报道，主要是由于镍成核时种晶结构难以调控。
4、在均匀溶液中金属纳米晶体的形成主要分为三个步骤(small,2011,7,2685–2702.chem.sci.,2020,11,11394-11403)：(1)金属前驱体被
5、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员己知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种镍纳米晶及其制备方法和应用，解决现有镍纳米晶形貌匮乏的问题，实现具有不同形貌的镍纳米晶的可控合成。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种镍纳米晶的制备方法，该方法包含：通过将镍盐与表面活性剂、还原剂加入溶剂中并处于反应气氛中，控制反应气氛、反应物浓度和反应温度，从而通过控制反应速率调控溶液中零价镍的过饱和浓度，以控制零价镍形成单晶、堆垛层错或多重位错结构的种晶，实现成核过程中种晶类型的控制，获得不同形貌的镍纳米晶；其中，所述镍盐的浓度为1×10-4mol/l～8×10-2mol/l；所述表面活性剂的初始浓度为0.1～10mol/l；所述还原剂的初始浓度为镍盐的浓度的2～100倍；所述反应温度为160～210℃；所述溶剂选自沸点高于160℃的油溶性试剂；所述反应气氛选自一氧化碳，或其与惰性气体或氢气的混合气；其中，所述一氧化碳和表面活性剂均能吸附在镍纳米晶{111}晶面上，控制镍纳米晶的暴露晶面；所述惰性气体或氢气用于防止镍纳米晶氧化。
3、本专利技术在镍纳米晶液相合成过程中(参见图1)，通过对零价镍过饱和浓度的控制以实现对种晶类型的控制，主要通过控制反应气氛、反应物浓度和反应温度实现反应速率的控制。当反应速率较低时，溶液中反应生成的0价镍盐浓度较低，趋向于形成单晶结构，通过晶面控制，进而生长成为八面体或四面体；当反应速率较快时，溶液中反应生成的0价镍盐浓度较高，趋向于形成堆垛层错结构，通过晶面控制，进而生长成为纳米片；当进一步提升反应速率时，溶液中反应生成的0价镍盐浓度更高，成核过程中趋向于产生具有多重位错的种晶，通过晶面控制，生长成为十面体。
4、优选地，所述表面活性剂选自油胺、十二烷基硫酸钠、葡萄糖、一氧化碳、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚中任意一种或两种以上；或/和，所述还原剂选自葡萄糖、油胺、油酸、氢气中任意一种或两种以上；或/和，所述溶剂选自油胺、油酸、十八烯、苯甲醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇中任意一种或两种以上；或/和，所述惰性气体选自氮气。其中，表面活性剂作用是保护镍纳米晶的{111}晶面并使其分散。
5、优选地，该方法包含：将所述表面活性剂、还原剂加入溶剂中，以得到溶液a；将镍盐、还原剂和溶剂混合液作为溶液b；将所述溶液b加入溶液a中，控制反应气氛、反应物浓度和反应温度，实现成核过程中种晶类型的控制，进而实现不同形貌镍纳米晶的合成。本专利技术各物质之间的加入顺序对反应的影响并不大，均能够实现镍纳米晶的形貌控制以及合成，当各物质一起加入进行反应时，虽然有些物质之间可能会发生反应，如葡萄糖和油胺发生反应，但是生成的物质同样可以实现镍的还原，而且在加热过程中反应气体会将水汽迅速带走，不会影响零价镍，更优的方式中，可以先将表面活性剂、还原剂加入溶剂中得到溶液a，再将镍盐、还原剂和溶剂混合液作为溶液b，将两者混合。
6、更优选地，将所述表面活性剂、还原剂加入溶剂中，在惰性气体保护下加热，除去体系中的水分，得到所述溶液a。
7、更优选地，将所述溶液b加入溶液a中，反应一时间后，继续加入溶液b，以增加镍盐和还原剂，使镍纳米晶继续生长，从而实现镍纳米晶的尺寸控制。
8、优选地，所述反应时间为0.5～2小时。反应时间一般为0.5小时，镍盐被完全还原，但如果后续继续加入镍盐进行晶体生长调控尺寸时，就需要额外的反应时间。
9、本专利技术的第二目的是提供所述的制备方法获得的镍纳米晶，所述镍纳米晶晶相为立方相，其形状包含：纳米十面体、纳米四面体。
10、优选地，所述镍纳米晶的尺寸为10～400nm。
11、本专利技术的第三目的是提供所述的镍纳米晶在电解水析氢中的应用。
12、本专利技术的镍纳米晶及其制备方法和应用，解决了现有镍纳米晶形貌匮乏的问题，具有以下优点：
13、本专利技术的合成方法，通过控制反应物浓度和反应温度，实现具有特定类型的镍纳米晶种晶的合成，在此基础上，通过使用一氧化碳，特异性吸附在镍纳米晶的{111}晶面上，从而实现镍纳米晶的形貌控制。通过向上述镍纳米晶中继续添加镍盐和还原剂，使其继续生长，可实现镍纳米晶的尺寸控制。总之，本专利技术引入的这种种晶控制与晶体生长机制，实现了具有不同形貌的镍纳米晶的可控合成。
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1.一种镍纳米晶的制备方法，其特征在于，该方法包含：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自油胺、十二烷基硫酸钠、葡萄糖、一氧化碳、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚中任意一种或两种以上；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该方法包含：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将所述表面活性剂、还原剂加入溶剂中，在惰性气体保护下加热，除去体系中的水分，得到所述溶液A。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将所述溶液B加入溶液A中，反应一时间后，继续加入溶液B，以增加镍盐和还原剂，使镍纳米晶继续生长，从而实现镍纳米晶的尺寸控制。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应时间为0.5～2小时。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的制备方法获得的镍纳米晶，其特征在于，所述镍纳米晶晶相为立方相，其形状包含：纳米十面体、纳米四面体。
8.根据权利要求7所述的镍纳米晶，其特征在于，所述镍纳米晶的尺寸为10～400nm。
9.如权利要求7
...【技术特征摘要】
1.一种镍纳米晶的制备方法，其特征在于，该方法包含：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自油胺、十二烷基硫酸钠、葡萄糖、一氧化碳、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚中任意一种或两种以上；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该方法包含：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将所述表面活性剂、还原剂加入溶剂中，在惰性气体保护下加热，除去体系中的水分，得到所述溶液a。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将所述溶液b加入溶液...
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