镍与过渡金属杂化结构纳米材料的制备方法优化

1）Ni-Fe杂化结构纳米粒子

加拿大Leung课题组采用电沉积的方法，以NiCl2和FeCl2为前驱体，通过改变反应温度和时间及电解液的组成制备出了边线凹陷的FeNi纳米立方体和纳米笼（见图8.2.5（A））。该课题还曾报道了利用该方法制备的FeNi杂化结构纳米粒子的形貌随着镍含量的增加，由边线凹陷纳米立方体逐渐演变为截顶的纳米球，同时晶相由bcc转变为fcc（见图8.2.5（B））。Zhao等人采用液相还原法，以水合肼还原不同比例的NiSO4和FeSO4混合溶液制备FeNi纳米粉末，报道中指出为了避免制备过程中粒子发生氧化，Ni在杂化结构中的含量应不低于50%（见图8.2.5（C））。Ramazani等学者同样以AAO为模板，采用电沉积的方法制备了FeNi纳米线阵列，通过调节模板的孔径和长度参数可制备具有不同直径和长度的FeNi纳米线阵列（见图8.2.5（D））。

图8.2.5　Ni-Fe杂化结构纳米粒子

（A）边缘凹陷的FeNi立方体；（B）FeNi合金纳米粒子；（C）Fe50Ni50纳米粉体；（D）FeNi纳米线阵列

2）Ni-Co杂化结构纳米粒子

同济大学Cheng课题组采用水热法，以丙二醇为溶剂，在碱性条件下利用甲醛还原Ni（AC）2·4H2O和Co（AC）2·4H2O的醇溶液，制备了具有六边形结构的CoNi纳米盘（见图8.2.6（A））。北京科技大学Cao课题组采用水热法，以水合肼还原Ni（NO3）2和Co（NO3）2的混合溶液制备CoNi合金纳米粒子，并进一步将纳米粒子负载于粒径～1 cm的碳球上（见图8.2.6（B））。印度学者Arief和Mukhopadhyay在两亲性三嵌段共聚物的辅助下，采用一步均相多元醇还原法，以Co和Ni的醋酸盐为前驱体制备了具有fcc晶相分层花瓣状结构的CoNi纳米粒子（见图8.2.6（C））。

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图8.2.6　Ni-Co杂化结构纳米粒子

（A）NiCo六边形纳米盘；（B）CoNi-C杂化结构纳米粒子；（C）NiCo纳米花

3）Ni-Cu杂化结构纳米粒子

Wang等学者采用化学还原法，以Cu（acac）2和Ni（acac）2作为前驱体，利用还原剂硼烷吗啉在高温条件下（240℃）快速产生的大量H2作为成核点制备八面体结构的CuNi合金纳米粒子，经过增加还原剂硼烷吗啉用量可制备立方体结构的CuNi合金纳米粒子（见图8.2.7（A））。印度学者Borah和Bharali采用水热方法，在不加入表面活性剂和碱性条件下，以水合肼还原含有不同比例CuCl2·2H2O和NiCl2·6H2O混合溶液，制备了不同组分CuNi合金纳米粒子（见图8.2.7（B））。Guisbiers等学者从理论角度分析了CuNi双金属体系中原子排布结构对性能的影响，报道中指出反应温度决定铜和镍在混合物中形成的方式。韩国学者Qiu等人采用电化学的方法，在中性溶液中（Na2SO4）以NiSO4和CuCl2为前驱体，通过调价电势大小可制备不同树枝状形貌的CuNi纳米粒子（见图8.2.7（C））。

图8.2.7　杂化结构纳米粒子

（A）CuNi合金八面体、立方体；（B）Cu3Ni2纳米晶体；（C）树枝状CuNi纳米粒子