多面体贵金属纳米晶制备策略!

特定晶面下，具有最小比表面积的fcc结构单晶的多面体模型图

 

贵金属纳米晶在催化领域的两大亘古不变的研究方向：性能提高、用量降低。而其首要前提就是，你的先会合成，才来考虑这些东西！本文根据谢兆雄教授课题组的最新综述“Well-faceted noble-metal nanocrystals withnonconvex polyhedral shapes”，归纳介绍一下具有特定裸露晶面的非凸多面体形貌贵金属纳米晶的三大制备策略。

 

表1. 非凸多面体形貌贵金属纳米晶汇总

 

 

 

一、“盖帽法”（Capping agent mediated synthesis）

 

利用特殊“盖帽”试剂来控制贵金属纳米晶的形貌和尺寸，应该算是这个领域最古老的魔法之一了。简单，而又实用！那么什么是盖帽试剂呢？常用的有一些表面活性剂，小分子吸附物以及一些高分子材料。通常来说，都是通过盖帽试剂的吸附对生长动力学的影响来实现形貌的控制。譬如，通过正丁胺控制竞争生长，最终得到高能{110}面裸露的PtCu₃纳米晶的例子。当然，还有通过小分子来控制动力因子的，Br-就是一个典型的例子。

 

 

图2. 正丁胺控制PtCu₃纳米晶形貌

 

 

图3. 原子沉积速率与表面扩散速率的比值来控制Pd纳米晶的形貌

 

 

二、刻蚀法（Etchant mediated synthesis）

 

    相比于古老的盖帽法，刻蚀法显得更加的现代化！其得到的形貌结构也更加的新奇和复杂。常用的刻蚀途径有3种：配位作用, Galvanic置换，以及腐蚀。

 

图4. 选择性刻蚀制备纳米晶的方法

 

三、模板法（Template directed overgrowth and etching）

 

        要做纳米笼，模板法不失为首选！然而，层层生长包裹也是一个难得精确控制的事情，尤其是当你遇到晶格不匹配的情况，那才真的是欲哭无泪！

 

图5. Pd 纳米立方块做模板制备Pt纳米笼

 

总之，制备贵金属纳米晶，不是一件容易的事。心灵手巧且不说，还要有耐心和恒心，因为，你不知道什么时候开始，之前好好的实验就再也不能重复了！

 

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