[发明专利]一种大批量蠕虫状钯纳米管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种大批量蠕虫状钯纳米管的制备方法。

背景技术

空心纳米材料是一种在膜蒸馏、检测、环保、电池和药物载体方面有广泛应用的材料。近来，人们提出了大量制备空心纳米材料的方法，比如水热法，溶胶凝胶法，电化学法和微波法。然而，这些方法的过程相当复杂，比如需要在适当的溶剂中移除模版或选择性蚀刻，这将导致产品的纯度并限制产品的进一步应用。

目前，由于Pd与其他金属催化剂相比有出众的活性和稳定性，其作为阳极催化剂在燃料电池方面有明显的优势。然而，由于Pd空心材料的合成存在其固有的困难，只有有限的几种成功的空心Pd纳米结构被合成出，如前人分别以Co纳米粒子和SiO₂球作为模版合成了多级空心纳米Pd和空心的Pd纳米球。另外，固体和分子模版也被用于Pd纳米管的合成。然而，寻求更多有效的方法来合成更优的空心Pd纳米结构值得人们进一步探索。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种大批量蠕虫状钯纳米管的制备方法。

本发明的技术方案如下：

大批量蠕虫状钯纳米管的制备方法，PdCl₂和丁二酮肟反应得到的沉淀物，PdCl₂和丁二酮肟摩尔比为1∶1-2，产生的沉淀通过离心用水彻底清洗，60℃烘干后在450℃的马弗炉中煅烧2h获得的PdO WNTs，接着用NaBH₄还原PdO WNTs得到最终产物PdWNTs。

本发明制备得到的Pd WNTs对乙二醇(EG)的电催化氧化有极大的催化活性和极高的稳定性。

附图说明

图1为Pd(dmg)₂(A)、PdO WNTs(B)和Pd WNTs(C)的扫描电子显微镜(SEM)图XRD图(D)：Pd(dmg)₂纳米管(曲线a)，PdO WNTs(曲线b)，Pd WNTs(曲线c)；

图2为PdO WNTs(A，C)和Pd WNTs(B，D)的透射电子显微镜(TEM)图及其高分辨TEM图；

图3为单条蠕虫状Pd纳米管的透射电子显微镜图；

图4为Pd WNTs(A)和Pd纳米粒子(B)电极在0.5M H₂SO₄中的CO剥落循环伏安图，扫速：50mV·s^-1；

图5为(A)Pd WNTs电极在加入与不加0.5M EG情况下得到的循环伏安图；(B)Pd WNTs(曲线a)和Pd纳米粒子(曲线b)电极在-0.2V下得到的计时电流图；电解液均为：1.0M KOH+0.5M EG；

图6为以Pd WNTs的峰电流密度为扫描圈数的函数得到的图。电解液：1.0M KOH+0.5M EG；

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

1.1.药品

氯化钯(PdCl₂)，丁二酮肟(dmg)、乙二醇、抗坏血酸和NaBH4从阿拉丁有限公司购买。所有试剂都是分析纯并且使用前未经进一步提纯。所有水溶液都用二次蒸馏水配制。

1.2.PdO WNTs的合成

把10mL PdCl₂溶液(100mM)边搅拌边逐滴加入25mL丁二酮肟溶液(37mM)中(PdCl₂和丁二酮肟摩尔比约为1∶1-2)。产生的沉淀通过离心用水彻底清洗，60℃烘干后在450℃的马弗炉中煅烧2h，自然冷却到室温后备用。

1.3.PdWNTs的合成

0.02g PdO WNTs与10mL NaBH₄溶液(25mM)混合并搅拌2h。最终得到的黑色沉淀物经离心分离，用水和乙醇彻底清洗并在60℃的真空中干燥后以待进一步表征。

1.4.表征

样品的形态和大小分别用扫描式电子显微镜(SEM，LEO-1530)和透射电子显微镜(TEM，Hitachi S-4800)表征。样品的晶体结构用X-射线衍射仪(XRD，Philips PW3040/60)表征。

所有的电化学实验都在CHI660D电化学工作站(中国上海辰华仪器有限公司)进行。在室温下使用三电极体系，该体系以玻碳电极(GCE，d＝0.3cm)作为工作电极，饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极以及铂丝作为对电极。

1.5.Pd WNTs电极的制备