[发明专利]一种将金属杂化纳米线转化为纳米球的方法及应用

权利要求书

1.一种将金属杂化纳米线转化为纳米球的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）电沉积制备金属杂化纳米线；所述的杂化纳米线指的是铂铋杂化纳米线或钯铋杂化纳米线；

（2）在制备的金属杂化纳米线中加入前驱体溶液和还原剂，在60℃的条件下反应2h，即得到单金属纳米球；

所述的前驱体溶液指的是H₂PtCl₆·6H₂O或PdCl₂溶液；

所述的还原剂指的是抗坏血酸或NaBH₄；

所述的单金属纳米球的成分由预先制备的杂化纳米线的成分和前驱体溶液的种类来决定；所述的单金属纳米球的粒径由还原剂的种类调控。

2.权利要求1所述的将金属杂化纳米线转化为纳米球的方法，其特征在于当采用弱还原性的抗坏血酸作为还原剂时，制备的单金属纳米球粒径为160nm，且表面呈现“须状”结构；当采用强还原性的NaBH₄作为还原剂时，所制备的单金属纳米球粒径为5nm，且表面粗糙。

3.权利要求1所述的将金属杂化纳米线转化为纳米球的方法，其特征在于当步骤（2）所述的前驱体溶液为H₂PtCl₆·6H₂O，所述的还原剂为抗坏血酸时，所得到的单金属纳米球为粒径160nm的铂纳米球，且表面呈现“须状”结构；当采用强还原性的NaBH₄作为还原剂时，所制备的铂纳米球的粒径为5nm，且表面粗糙。

4.权利要求1所述的将金属杂化纳米线转化为纳米球的方法，其特征在于所述的单金属纳米球的具体制备步骤如下：

(1)氧化铝模板的获得

第一次阳极氧化：将高纯铝片在0.3 M的草酸溶液中用50 V直流电压阳极氧化6小时，然后在60℃的6 wt%磷酸和1.8 wt%铬酸的混和溶液中浸泡6小时，以除去表面不规则的氧化铝膜；

第二次阳极氧化：用50 V直流电压在0.3 M草酸溶液中阳极氧化12小时，然后用过饱和的SnCl₄溶液去除背面未氧化的铝，再用5 wt%的磷酸溶液腐蚀掉位于孔底部的氧化铝障碍层，得到两面通孔的氧化铝模板；

(2)氧化铝模板的表面蒸金

通过调节离子溅射仪的参数，在氧化铝模板的一面蒸镀厚度为200 nm的金膜，使金膜完全覆盖氧化铝模板孔的一端，以保证通过电化学沉积的方法得到杂化纳米线；

(3)采用电沉积技术合成铂铋杂化纳米线

(4)一步还原法制备铂纳米球

将步骤(3)预先合成的铂铋杂化纳米线中加入0.005M H₂PtCl₆·6H₂O溶液，再加入抗坏血酸进行还原，将混合溶液放在鼓风干燥箱中于60℃的条件下反应2h后，用去离子水反复清洗到铂纳米球。

5.权利要求1所述的将金属杂化纳米线转化为纳米球的方法，其特征在于当电沉积的杂化纳米线为钯铋杂化纳米线时，将钯铋杂化纳米线中加入前驱体PdCl₂溶液和还原剂抗坏血酸，在60℃的条件下反应2h后，得到的即为表面粗糙的单金属钯纳米球。

6.采用权利要求1所述方法制备的纳米球在燃料电池催化剂领域中的应用。