[發(fā)明專利]一種金屬鈀或鈀合金納米線制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610080443.5
• 申請(qǐng)日: 2016-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN105689725B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳偉;金晶;陳德敏;汪偉;楊柯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): B22F9/02
• 分類號(hào): B22F9/02;B82Y40/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司21001
• 代理人: 張晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬材料納米線制備方法，特別提供一種針對(duì)金屬鈀或鈀合金納米線的制備方法。

背景技術(shù)

金屬一維納米材料在光學(xué)、電子學(xué)、化工等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，目前公開的一維納米材料制備方法主要有氣相生長(zhǎng)、溶液生長(zhǎng)、模板法及自組裝生長(zhǎng)等方法。本發(fā)明針對(duì)能大量循環(huán)吸放氫的金屬及合金，提供一種簡(jiǎn)單易行的納米線制備方法。

鈀及鈀合金是優(yōu)異的催化劑材料，廣泛應(yīng)用于石油化學(xué)工業(yè)，如石油精煉過(guò)程的催化重整、加氫反應(yīng)、脫氫反應(yīng)及汽車尾氣凈化等。對(duì)催化劑的研究表明，催化劑載體選擇及催化活性組分在載體的分散狀態(tài)是影響其催化性能的主要因素。因此將鈀及鈀合金催化劑制備成一維納米材料有望成為新型催化材料，同時(shí)有報(bào)道指出，鈀納米線可以作為氫探測(cè)器的關(guān)鍵工作媒介。因此制備鈀及其合金納米線具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

目前公開報(bào)道的鈀納米線制備方法主要為模板法。專利申請(qǐng)“一種鈀納米線有序陣列材料的制備方法”(CN100564244C)采用不活潑金屬為聚合面，先用二次氧化法制備納米氧化鋁模板，裝配在鈦金屬表面，再用直流電沉積制備鈀納米線。專利申請(qǐng)“尺寸可控的金屬納米線的制備方法”(CN101559492A)使用二次陽(yáng)極氧化法制備氧化鋁模板，隨后采用磁控濺射鍍金封堵通孔氧化鋁模板，并將金屬氯鹽滴入模板浸泡，最后用強(qiáng)堿溶液腐蝕掉氧化鋁模板制備出金屬納米線。專利申請(qǐng)“一種尺寸可控的金屬鈀納米線的制備方法”(CN103252501A)采用氯化鈀溶液水解制備納米氧化鈀顆粒溶液，將上述溶液滴入蛋白纖維培育吹干制得氧化鈀納米線，最后采用硼烷二甲基胺還原氧化鈀制備出一維金屬鈀納米線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鈀或鈀合金納米線制備方法，該方法采用鈀或者鈀合金為反應(yīng)原材料，利用鈀及其合金可逆吸放氫的性質(zhì)，對(duì)原材料進(jìn)行多次吸放氫循環(huán)反應(yīng)，在吸放氫循環(huán)過(guò)程中，鈀及其合金材料自發(fā)生長(zhǎng)成為一維納米材料(納米線)。該方法采用原料簡(jiǎn)單，不受模板及其他化學(xué)藥品影響，可大批量制備性能穩(wěn)定的鈀及鈀合金納米線。

本發(fā)明具體提供了一種鈀及其合金納米線的制備方法，其特征在于：將金屬鈀或鈀合金進(jìn)行吸氫-放氫循環(huán)，隨吸放氫循環(huán)過(guò)程的進(jìn)行，鈀及其合金出現(xiàn)納米線生長(zhǎng)，得到納米線產(chǎn)物。

本發(fā)明提供的鈀及其合金納米線制備方法，其特征在于：鈀及其合金原料可以直接應(yīng)用，或經(jīng)鈀鹽溶液浸漬還原法、電鍍、化學(xué)鍍、磁控濺射等方法涂覆于載體材料(所述載體材料為多孔陶瓷材料或者金屬材料，多孔材料優(yōu)選為硅藻土、分子篩或活性炭)。

本發(fā)明提供的鈀及其合金納米線制備方法，其特征在于：通過(guò)適當(dāng)熱處理工藝，將原料制備成鈀或鈀合金的顆粒分散材料，熱處理?xiàng)l件為：熱處理溫度高于鈀或鈀合金的再結(jié)晶溫度，具體溫度范圍為600-1100℃，熱處理時(shí)間范圍0.5h-12h，優(yōu)選熱處理制度為900-1000℃下處理0.5-1h；熱處理可以在空氣氣氛、惰性氣體保護(hù)或氫氣氣氛中進(jìn)行。

本發(fā)明提供的鈀及其合金納米線制備方法，其特征在于：所述鈀及其合金原料必須與氫氣發(fā)生100次以上吸氫-放氫循環(huán)，氫氣可以是氫或其同位素氘、氚。

本發(fā)明提供的鈀及其合金納米線制備方法，其特征在于：所述吸氫-放氫循環(huán)可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：

恒溫吸放氫，即樣品在恒定溫度下通過(guò)提高氫氣壓力吸氫、通過(guò)抽真空脫氫；具體方法可參照專利“儲(chǔ)氫合金性能綜合試驗(yàn)裝置”，專利號(hào)：ZL 200420108336.1；

熱致吸放氫，即將樣品飽和吸氫后置于適當(dāng)容器進(jìn)行升溫脫氫、降溫吸氫。具體方法及其裝置可參照專利：“一種儲(chǔ)氫合金熱致吸放氫循環(huán)綜合測(cè)試設(shè)備”，專利號(hào)：ZL 200910011065.5。

采用本發(fā)明所述方法制備鈀或鈀合金納米線具有操作簡(jiǎn)單、易于規(guī)模制備、產(chǎn)物清潔等特點(diǎn)，可以滿足鈀及其合金用于催化劑、氣體探測(cè)部件的應(yīng)用需求。

附圖說(shuō)明

圖1：實(shí)施例1制備的一維鈀納米線產(chǎn)物SEM圖；

圖2：實(shí)施例2制備的鈀-硅藻土樣品SEM圖；

圖3：實(shí)施例2經(jīng)熱處理后的鈀-硅藻土樣品SEM圖；

圖4：實(shí)施例2制備的一維鈀納米線產(chǎn)物SEM圖

圖5：實(shí)施例3制備的一維鈀銀合金納米線產(chǎn)物SEM圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

原料為純鈀粉(99.99％純度)，吸放氫方式為恒溫吸放氫，具體過(guò)程如下：