聚苯乙烯貴金屬合金複合粒子

　　貴金屬納米粒子因具有優越的催化、電學和光學性能，而被廣泛應用于電子學和光學器件、化學和生物學傳感器、催化劑和醫學成像等領域。更加值得注重的是，由于不同金屬之間的電子協同效應，貴金屬合金納米粒子往往呈現出更加突出的物理和化學性能。雖然貴金屬合金納米粒子被證實具有非常突出的性能，但是在其實際使用過程中也面臨著一些非常辣手的問題。例如，這些合金納米粒子顯得非常不穩定，相互之間容易發生不可逆的聚集。另外，如何實現這些合金納米粒子的重複使用，也是一個急需解決的重要問題。爲了克服上述的缺點，制備貴金屬合金納米粒子基複合材料已經引起了人們越來越多的注重力。聚苯乙烯/貴金屬合金複合粒子即是其中非常重要且備受關注的一種。關于其制備方法，目前已有諸多報導。M.Ballauff等第一制備外表接有聚電解質長鏈的聚苯乙烯粒子，然後使用靜電作用將氯金酸根/氯钼酸根或氯金酸根/氯钯酸根吸附到聚苯乙烯粒子的外表，最後經過原位還原获得聚苯乙烯/金-钼合金和聚苯乙烯/金-钯合金複合粒子。顯而易見地，上述的方法有如下的特點:其一，聚苯乙烯粒子進行了預先的外表修飾和功能化，從而使整個制備過程變得較爲複雜；其二，基于特定作用的複合決定了制備過程需要一定的時間；其三，經外表修飾和功能化引入的功能性基團在粒子外表的分布具有不均勻性，進而使得異種粒子之間發生無序的複合，造成産物的結構較難控制。

本文提供一種聚苯乙烯/貴金屬合金複合粒子及其制備方法。該方法簡單、快速、低成本，適用于工業化生産。具體技術方案如下：

A.在室溫下，將單疏散的聚苯乙烯粒子疏散液进入到預先制備好的貴金屬合金納米粒子疏散液中，攪拌很多于15分鍾，經離心、洗滌、幹燥获得聚苯乙烯/貴金屬合金複合粒子；或

B.在室溫下，向含有兩種或兩種以上貴金屬前驅體的溶液中依次进入聚苯乙烯粒子疏散液和還原劑，攪拌時間不低于30分鍾，經離心、洗滌、幹燥获得聚苯乙烯/貴金屬合金複合粒子。

貴金屬合金納米粒子可以通過兩種途徑獲得:

(I) 一步法:将两种或两种以上的贵金属前驱体和还原剂在水相中混合，组成氧化-还原体系，还原制得贵金属合金纳米粒子。

(2) 二步法:第一将一种贵金属前驱体和还原剂在水相中混合，组成氧化-还原体系，还原制得单一组成的贵金属纳米粒子；接着以制得的单一组成的贵金属纳米粒子为种子，将其进入到另一贵金属前驱体和还原剂组成的氧化-还原体系中，还原制得贵金属合金纳米粒子。

此方案的技術原理在于:脫離異種粒子之間傳統的物理或化學相互作用，基于膠體體系吉布斯自由能最小化的原理，促使貴金屬合金納米粒子有效、可控且均勻地覆蓋在聚苯乙烯粒子的外表，同時，通過對貴金屬合金納米粒子尺寸、組成和結構的控制，實現對複合粒子功能的進一步調控。所提出的制備方法的特點爲:第一，無需對單疏散的聚苯乙烯粒子和貴金屬合金納米粒子進行特定的外表修飾或功能化；第二，貴金屬合金納米粒子的尺寸、組成和結構具有可控性；第三，貴金屬合金納米粒子與聚苯乙烯粒子之間的複合既可以一步完成，也可以分兩步完成，制備過程簡單又靈活；第四，可以有效地調節聚苯乙烯粒子上貴金屬合金納米粒子的負載量，獲得不同形態與性能的聚苯乙烯/貴金屬合金複合粒子。