不同氯钯酸浓度下制备的钯/二氧化硅TEM图
纳米粒子是颗粒尺寸为纳米量级(1～100 nm)的超细微粒,因其粒子尺寸小,比表面积大,表面原子数多,表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大而具有量子尺寸效应、表面宏观效应等,从而出现了不同于常规固体的新奇特性,如:光学性质、磁性质以及化学性质,使其在光电传感器、催化等领域展示了广阔的应用前景.
微乳体系是制备纳米粒子的有效方法之一. 由于微乳体系,如W/O体系,可以使水相被不能互溶的油相隔离成纳米级的小液滴,从空间上均匀隔离了发生在微乳液滴内部或近边的化学反应,所以使用微乳体系容易制备粒径分布均一的纳米粒子. 与传统的制备方法相比,微乳液法还具有实验装置相对简单、操作容易、粒径分布窄、粒子的粒径可控等优点. 目前利用微乳体系可以制备多种单一化合物的纳米粒子,如:金属、金属氧化物和氢氧化物、金属硫化物、金属卤化物及金属含氧酸盐等纳米粒子.
采用二氧化硅等惰性无机材料均匀包裹纳米金属粒子是近年提出的为保持粒子的纳米特性,防止其聚集成更稳定的大粒子的表面修饰技术.Liz-Marzán小组的研究发现金属纳米粒子(如Au , Ag)具有厌硅的特性,须经硅烷APS(3-aminopropyl trimethoxysilane)进行表面修饰才能在其表面沉积二氧化硅. Graf等则证明溶液中存在的两亲性非离子型表面活性剂PVP[poly(vinylpyrro-lidone)]可以修饰共存于溶液中的纳米粒子表面,稳定纳米粒子在水溶液及非水溶液中的分散,有利于粒子表面二氧化硅层的沉积. 除此之外也有极少数直接使用stÊber过程制备二氧化硅包裹金属纳米粒子的研究报道. Adair小组采用包含两亲性非离子型表面活性剂的微乳体系(聚乙二醇醚/环己烷/水)制备了一系列二氧化硅包裹纳米金属粒子.
厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室万惠霖等人以氯钯酸为钯源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水构成的微乳体系制备了二氧化硅包裹纳米金属Pd粒子.其中Pd的粒径可在5～30 nm调变,外部SiO2层的厚度可在5～35 nm调变. 详细考察了氯钯酸和正硅酸乙酯的浓度、微乳体系中水和正己醇的量等参数对制备的Pd/SiO2粒子的大小及形态的影响.