[发明专利]一种Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料的制备方法，包括：S1.在十六烷基三甲基溴化氨体系下制备纳米金胶体溶液；S2.采用水相合成法以金纳米球为生长基底，硒氢化钠和乙酸铜为前驱体，抗坏血酸为还原剂，十六烷基三甲基溴化氨为表面活性剂，真空下反应得到Au/CuSe切向异质纳米材料水溶液；S3.在金纳米球和二维硒化铜纳米盘表面生长Pt纳米颗粒，得到Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料。本发明利用全水相方法制备了Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料，制备出的异质纳米材料形貌稳定可控，双等离激元耦合效应明显，在紫外‑可见‑近红外区间有显著的光子吸收，光催化产氢气性能优异。

技术领域

本发明涉及无机纳米材料制备技术领域，具体涉及一种Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料及其制备方法。

背景技术

基于等离激元的金属-半导体异质纳米材料，具有出色的光电转换和光子吸收等特性，在光催化领域展现出巨大的应用潜力。在目前报道的金属-半导体异质光催化剂中，等离激元载体大多为金属纳米晶体，异质结构中等离激元的供体有限，极大的限制了异质催化剂光俘获能力和光电转换效率。另外，目前报道的金属-半导体异质纳米材料多为两组份，金属与半导体的载流子转移路径有限，导致载流子复合速率较快、利用率偏低，其光催化活性较低。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供了一种具有高效催化性能的Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.在十六烷基三甲基溴化氨体系下制备纳米金胶体溶液，其中金纳米球的粒径为18～22nm；

S2.制备硒氢化钠溶液，采用水相合成法以所述金纳米球为生长基底，以硒氢化钠和乙酸铜为前驱体，以抗坏血酸为还原剂，以十六烷基三甲基溴化氨为表面活性剂，在六亚甲基四胺存在的条件下真空下反应在金纳米球切线方向上生长二维硒化铜纳米盘，反应结束后离心并将固体产物重悬于去离子水中得到Au/CuSe切向异质纳米材料水溶液，反应体系中所述金纳米球、硒氢化钠、乙酸铜、抗坏血酸、六亚甲基四胺和十六烷基三甲基溴化氨的浓度分别为25.96～31.76nM、0.52～0.87mM、0.48～0.90mM、8.08～15.01mM、8.08～15.01mM、19.63～26.56mM，反应温度为85～95℃，反应时间为7.5～8.5h；

S3.在水相中以步骤S2制备的Au/CuSe切向异质纳米材料为生长基底，以六氯铂酸钾为铂源，以抗坏血酸为还原剂，十六烷基三甲基溴化氨为表面活性剂，在金纳米球和二维硒化铜纳米盘表面生长Pt纳米颗粒，得到Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料水溶液；

S4.将所述Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料水溶液离心得到固体产物，并将固体产物清洗干燥得到所述Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料。

乙酸铜产生的铜离子在十六烷基三甲基溴化氨和抗坏血酸的作用下，在纳米金球表面络合，并与硒氢化钠产生CuSe，产生的CuSe在十六烷基三甲基溴化氨的辅助作用下在金纳米球切线方向生长出二维硒化铜纳米盘，得到Au/CuSe切向异质纳米材料，六氯铂酸钾被抗坏血酸还原为Pt纳米颗粒，Pt纳米颗粒在十六烷基三甲基溴化氨的作用下在Au和CuSe表面生长，在生长过程中保持Au/CuSe的切向结构不变，从而构建出具有金属和非金属等离激元强耦合效应的三组份Au/CuSe/Pt切向异质纳米材料。本发明利用了全水相方法制备了Pt修饰的Au/CuSe切向异质纳米材料，制备出的异质纳米材料形貌可控，双等离激元耦合效应明显，利用Au和CuSe双等离激元耦合共振、以及Pt纳米颗粒和双等离激元的协同效应增强异质结构的光催化产氢气性能。

进一步，步骤S1包括：

S1.1将氯金酸溶液、十六烷基三甲基溴化氨溶液和硼氢化钠溶液混合反应得到纳米金种子溶液；