一种纳米贵金属及其制备方法和应用
纳米贵金属及其制备方法和应用，通过以水溶性高分子聚乙二醇为稳定剂以醇类为还原剂还原贵金属酸或其盐获得单分散的带稳定剂的贵金属纳米粒子的方法。通过加入弱极性或非极性絮凝剂，并在一定时间内维持一定的混合液温度，在搅拌下冷却至室温并放置一定时间，分出下层水及上层絮凝剂获得粒径小于5nm的贵金属纳米粒子，优化条件得到粒径分布在2.5－3.5nm之间的单分散贵金属纳米粒子。所获纳米贵金属粒子可用于催化碳－碳双键加氢及碳－氧双键加氢反应。
本发明提供的制备方法，具有如下步骤：配制水/醇混合液，本发明采用的醇类为碳链长度少于5的一元醇、二元醇或多元醇，该混合液中醇的浓度为1-90％；向混合液中加入0.01-10％的聚乙二醇，聚乙二醇的平均分子量为200-4000；加入可溶性贵金属盐，如氯化铂、氯化铑或氯化铱，加入量为每100mL混合液加入2-40mg贵金属盐，溶解后升温至微沸，反应0.5-2小时。冷却后每100mL混合液加入絮凝剂10-40mL，本发明采用的絮凝剂为弱极性或非极性非质子性溶剂，如甲苯或烷烃类，所述的烷烃类如石油醚(沸点范围60-90℃)、庚烷或辛烷。升温至40-70℃，保温0.5-1小时，搅拌下冷却至室温，静置1-3小时，分离上层溶液和下层水/醇溶液，收集中间层得带稳定剂纳米级贵金属粒子。分离出的上层溶液和下层水/醇溶液可用于再次操作。
综上所述，本发明使用弱极性或非极性溶剂而使获得纳米贵金属纳米粒子更加容易的方法，通过试剂和稳定剂，溶剂的组合而达到简化获得贵金属纳米粒子的程序且可获得制备规模。
现已发现，低分子量的PEG(聚乙二醇)(平均分子量200-4000)，作为稳定剂制备的稳定剂有着单一的分散性，不同的浓度，获得的贵金属纳米粒子粒径都在5nm以下。
根据本发明，在水中，以醇类为还原剂以聚乙二醇为稳定剂，所获得的纳米粒子可以稳定存在，使用前加入甲苯或烷烃类的弱极性或非极性非质子性溶剂，搅拌下加热至50℃以上并维持半小时后冷却至室温，静置一小时后贵金属纳米粒子絮凝于上层甲苯与下层水/醇相之间，分离下层水溶液，并倾倒出上层甲苯就可获得带稳定剂的贵金属纳米粒子，可直接用于催化碳-碳双键加氢及碳-氧双键加氢反应；或少量水洗获得无稳定剂贵金属纳米粒子。上层甲苯可用于下次絮凝操作，下层水/醇液加入氯铂酸、氯化铑、氯化铱及稳定剂用于下次反应。
可以用作还原剂的醇类以低碳到中等碳链的一元醇，二元醇或多元醇为好，低碳一元醇更便于分离操作的进行。为了节约反应时间，优选加入醇的量以大于贵金属试剂的量100倍，醇的水溶液浓度大于10％。稳定剂PEG的平均分子量在200-4000之间，优选的聚乙二醇PEG300所获得的贵金属胶体溶液可以长时间的放置而不沉降。