水热法制备Marks十面体Pd纳米粒子

Particle金属钯因为其高效的催化活性和广泛的应用前景而引起人们的极大关注,其广泛应用于一系列的有机催化反应、汽车尾气处理、储氢以及传感等诸多领域。金属钯甚至被人们认为是现在社会发展中不可或缺的明星元素。而在过去的十年纳米钯的研究中,在特定形貌控制生长方面已经取得了很大进展,比如球形纳米粒子、四面体、立方体、八面体、十面体、二十面体等。

十面体中还有一类特殊的十面体,由美国西北大学L. D. Marks 教授首先提出,所以称为Marks十面体。Marks 十面体常出现在理论模拟中,关于其实验大量制备的文献尚未见报道。由于其结构相较于普通十面体更接近于球形,并通过五个缺口释放了部分晶界处的应力,因此具有比普通十面体更高的稳定性。

近期,中南大学材料科学与工程学院齐卫宏教授课题组通过一次水热法成功制备出了Marks十面体Pd纳米粒子。该工作选择了环保的水体系,并且采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂,利用PVP两端的羟基(-OH)的还原性,在水热条件下还原Pd2+从而得到Marks十面体Pd纳米粒子。通过调节前驱体和PVP的比例和反应温度、时间等反应条件可以在一定的范围能改变Marks十面体Pd纳米粒子的形貌和产率。课题组还证明了该形状Pd粒子的形成主要是形核生长机制。

以上工作从实验上证明了L. D. Marks 教授的理论预测,将Marks十面体的研究从理论预测推进到实验制备。

该工作得到了国家自然科学基金和湖南省杰出青年基金的资助。

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