[发明专利]一种C、N掺杂AgPd纳米线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种C、N掺杂AgPd纳米线及其制备方法，方法包括以下步骤：A、将银纳米线、多巴胺和三（羟甲基）氨基甲烷在常温下搅拌得到复合纳米线；B、将复合纳米线、钯纳米粒子和水在常温下搅拌得到钯负载复合纳米线；C、将钯负载复合纳米线进行烧结，得到C、N掺杂AgPd纳米线。本发明利用制备好的银纳米线、钯纳米粒子和多巴胺的聚合能力，得到尺寸均一的钯粒子修饰在聚多巴胺包覆的银纳米线表面，最后通过烧结得到理想的产氢催化剂。本发明制备方法操作简单，无需复杂设备，条件温和，过程可控，原材料来源广泛，有利于工业化实现，所制备出的一维材料可在产氢、能源存储等领域具有非常广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及金属-碳纳米材料技术领域，尤其涉及一种C、N掺杂AgPd纳米线及其制备方法。

背景技术

跨入新世纪后，能源缺乏问题成为了各国社会及科研人员面临的重大问题之一。近些年来，传统能源的使用使得人类不得不面临另一大问题---环境污染。化石燃料的使用会排放大量的CO₂、SO₂等。其中包括雾霾、酸雨、温室效应等等。为了减缓甚至解决当前人类面临的这两大问题。目前人类把目光转向更加高效清洁的能源-氢能。未来主要来自电解水制取氢气，由于其制氢的过程“零污染”，产物相对纯净，将极大降低环境的负荷。

多年来，为了降低HER电极的过电位、提高析氢电化学反应活性、降低能耗，许多科技研究工作者围绕析氢机理，开发了许多新的析氢电极材料。可分为两大类：非贵金属、贵金属。虽然非贵金属催化剂制备成本低，易制备，但其催化效率远远比不上贵金属催化剂。而贵金属具有良好的催化性能，特别是贵金属合金具有很高的转换电流密度与很过低的电势，但一方面贵金属催化剂制备成本较高，另一方面制备条件非常苛刻。

因此，现有技术仍有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种C、N掺杂AgPd纳米线及其制备方法，旨在解决现有贵金属催化剂制备成本较高，及制备条件非常苛刻的问题。

一种C、N掺杂AgPd纳米线的制备方法，其中，包括以下步骤：

A、将银纳米线、多巴胺和三（羟甲基）氨基甲烷在常温下搅拌得到复合纳米线；

B、将复合纳米线、钯纳米粒子和水在常温下搅拌得到钯负载复合纳米线；

C、将钯负载复合纳米线进行烧结，得到C、N掺杂AgPd纳米线。

所述的制备方法，其中，所述银纳米线由以下步骤制备得到：

将聚乙烯吡咯烷酮分散在乙二醇中，形成聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液；

再将硝酸银、氯化铁乙二醇溶液加入到制备得到的聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液中，搅拌得到均匀的混合溶液；

再将所述混合溶液加热后，停止加热和搅拌，离心并用纯水清洗，得到银纳米线。

所述的制备方法，其中，步骤A中，所述银纳米线的长度为1~100μm，所述银纳米线的直径为10~200nm。

所述的制备方法，其中，步骤A中，所述银纳米线的浓度为5~50 mg/mL。

所述的制备方法，其中，步骤A中，所述三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为1~20 mM。

所述的制备方法，其中，步骤A中，所述银纳米线与多巴胺的质量比为1:（1~3）。

所述的制备方法，其中，所述钯纳米粒子由以下步骤制备得到：

将超纯水、聚乙烯吡咯烷酮和氯钯酸混合，再加入无水乙醇，并搅拌后，在60~120℃下反应0~24h，冷却至室温，得到钯纳米粒子。

所述的制备方法，其中，所述钯纳米粒子的浓度为1~20 mM。