过程工程所在复合纳米材料研究领域获得新进展

2011-9-23 13:03 来源: 中国科学院
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  复合结构纳米材料是指由两种或两种以上物理化学性质截然不同的组分构成的纳米颗粒体系,各成分间具有相互接触的界面。由于复合材料在纳米体系中集成了性能差异明显的不同组分,并且在纳米尺度上各组分之间产生强相互耦合作用,因此复合结构纳米材料不仅具有明显增强的本征性能,而且还表现出许多新奇特性,突破了单一组分材料性能的局限,在新功能材料的研发、新能源的有效利用、环境保护与污染处理、生化医药等重要领域均表现出优异的应用前景。

  在设计上述复合材料时,选择具有强物理和化学耦合特性的金属和半导体物质组分,可以赋予复合材料独特的催化性能。在中国科学院过程工程研究所和新加坡生物工程与纳米技术研究院支持下,杨军研究员发展了一种制备二元和多元硫化银-贵金属复合结构纳米材料的方法。该方法起于在水乡中成功合成单一分散的硫化银纳米颗粒,气复杂的单斜晶体结构为贵金属沉积提供了合适的晶面。通过在硫化银纳米颗粒存在的情况下对贵金属离子进行还原,可以成功地将Au,Pt,Pd,Ru,Rh,Os,Ir等贵金属沉积在硫化银纳米颗粒表面,沉积模式随不同的金属类型变化。多元复合结构纳米材料可以通过连续沉积不同金属的方法完成,从而将多种金属集成在一个微小的纳米体系内。由于沉积的金属颗粒微细的性质和复合材料中不同组分间的电子耦合效应,含Pt的复合材料体系对直接甲醇燃料电池中的甲醇氧化反应展示了优良的催化活性。

  相关结果发表在国际著名杂志《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 4637-4643)上。

多元硫化银—贵金属复合结构纳米材料的透射电镜(TEM)照片