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一种钯纳米线有序阵列材料的制备方法

阅读:2发布:2022-12-02

专利汇可以提供一种钯纳米线有序阵列材料的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及钯 纳米线 领域,公开了一种钯纳米线有序阵列材料的制备方法。本发明以不活泼金属为聚合面,先用二次 氧 化法制备纳米氧化 铝 模板,装配在 钛 金属表面,再用直流 电沉积 制备钯纳米线。所制备的钯纳米线直径统一,排列有序,并且长度可由循环周次可控,很容易达到生产需要。本发明制备方法简单,无需溅射工艺,整个流程时间短,合成条件在常态下就可以进行,因此成本低廉。,下面是一种钯纳米线有序阵列材料的制备方法专利的具体信息内容。

1、一种钯纳米线有序阵列材料的制备方法,其特征在于包括以 下步骤:
(1)合成纳米模板:
a.将铝片先用70%高氯酸和无乙醇混合液温度0~5℃,电 压15~22V下抛光5~10分钟;混合液中70%高氯酸和无水乙醇的 体积比为1∶4;
b.铝片用二次蒸馏水清洗后在多元酸及其对应的电压下氧化1~ 2小时;然后在60℃下以6%的磷酸和1.8%的铬酸混合洗液清洗铝 片;
c.铝片用二次蒸馏水清洗后,用与上述(b)步骤相同的电压进 行阳极氧化;然后用氯化亚饱和水溶液剥离铝基质,再用5%磷酸 通孔,得到纳米氧化铝模板,清洗并保存在二次蒸馏水中;
(2)将不活泼金属片抛光成镜面,用强酸和强处理,然后用 二次蒸馏水充分洗涤后,将纳米氧化铝模板紧密的装配在不活泼金属 片上,浸入pH=8的0.1mol/L钯碱性电溶液,以0.7V电压,电沉 积20分钟取出,用5%H3PO3浸泡,溶去模板后用二次蒸馏水洗涤后晾 干。
2、根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于上述步骤b中 所述的多元酸及其对应的电压为0.5~1.5mol/L硫酸,18~22V;或 0.1~0.5mol/L草酸,30~50V;或0.3~1.0mol/L磷酸,100~130V。
3、根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于上述步骤b中 所述氧化是采用不锈板做对电极
4、根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于上述步骤c中 所述阳极氧化的时间为6小时;所述用5%磷酸通孔的时间为30分 钟。
5、根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于上述步骤(2) 中所述不活泼金属片是金属片或镀钛金属片。
6、根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于上述步骤(2) 中所述不活泼金属片是采用金相砂纸或氧化铝抛光成镜面。
7、根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于上述步骤(2) 中所述强酸是20%硝酸,所述强碱是10%氢氧化钠。

说明书全文

技术领域

发明涉及钯纳米线领域,具体的说,涉及一种钯纳米线有序阵 列材料的制备方法。

背景技术

金属纳米线阵列,因其非线性光学性能、异向导电性能、分光特 性以及独特的磁学性能而在电子光电子器件、高密度磁存储等方面 具有极其重要的应用。钯纳米线及其阵列具有优越的物理和化学性质, 并可作为量子结构器件的构成单元,由于极为优秀的储存氢气的能 ,以及良好的催化活性,在传感器燃料电池以及催化方面有良好 的应用前景。在钯的表面氢原子吸附,然后将其移入金属的浅表面 下,由于氢气只能进入钯金属浅表面,当钯处于纳米状态时,钯纳米 线阵列就具有极大的吸氢能力。作为催化剂时,钯纳米线阵列具有极 高的比表面积,所以有极高的催化活性。还可以利用钯纳米线阵列对 氢的感应,用作微型的氢传感器和氢活性开关,这种氢传感器具有快 速响应、高灵敏度、可室温操作、低功率消耗、抗其它气体干扰及选 择性好等一系列的优点。钯纳米线的合成与制备是制约实现这种可能 的关键,所以合成钯纳米线阵列具有重要的应用价值。
现有各种制备方法中制备的钯纳米线排列杂乱、数量少,且方法 复杂无法用于实际应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有钯纳米线阵列材料存在的不足,提供一 种钯纳米线阵列材料的制备方法,以得到高度有序的钯纳米线阵列材 料。
为了实现上述目的,本发明的钯纳米线有序阵列材料的制备方 法,采用以下步骤:
(1)合成纳米模板:
a.将铝片先用70%高氯酸和无乙醇混合液温度0~5℃,电 压15~22V下抛光5~10分钟;混合液中70%高氯酸和无水乙醇的 体积比为1∶4;
b.铝片用二次蒸馏水清洗后在多元酸及其对应的电压下氧化1~ 2小时;然后在60℃下以6%磷酸和1.8%铬酸混合洗液清洗铝片半 小时,除去氧化膜;混合洗液中,6%磷酸和1.8%铬酸的比例不需要 特别限定,适当的比例即可;
c.铝片用二次蒸馏水清洗后,用与上述步骤b相同的电压进行阳 极氧化;然后用氯化亚饱和水溶液剥离铝基质,再用5%磷酸通孔, 得到纳米氧化铝模板,清洗并保存在二次蒸馏水中;
(2)将不活泼金属片抛光成镜面,用强酸和强处理,然后用 二次蒸馏水充分洗涤后,将纳米氧化铝模板紧密的装配在不活泼金属 片上,浸入pH=8的0.1mol/L钯碱性电溶液,以0.7V电压,电沉 积20分钟取出,用5%H3PO3浸泡,溶去模板后用二次蒸馏水洗涤后晾 干。
在上述制备方法中,步骤b中所述的多元酸及其对应的电压为 0.5~1.5mol/L硫酸,18~22V;或0.1~0.5mol/L草酸,30~50V;或 0.3~1.0mol/L磷酸,100~130V。
在上述制备方法中,步骤b中所述氧化是采用不锈板做对电 极。
在上述制备方法中,步骤c中所述阳极氧化的时间为6小时;所 述用5%磷酸通孔的时间为30分钟。
在上述制备方法中,步骤(2)中所述不活泼金属片是金属片 或镀钛金属片。
在上述制备方法中,步骤(2)中所述不活泼金属片是采用金相 砂纸或氧化铝抛光成镜面。
在上述制备方法中,步骤(2)中所述强酸是20%硝酸,所述强 碱是10%氢氧化钠。
与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、本发明以钛金属片(镀钛或者其他的不活泼的金属,且可反 复使用)为聚合面,无需溅射工艺,省去高成本工艺,将二次氧化法 制备纳米氧化铝为模板材料装配在钛金属表面,并用直流电沉积制备 钯纳米线,生成的钯纳米线直径统一,排列有序,并且长度可由循环 周次可控,很容易达到生产需要。
2、本发明方法简单,工艺简化,整个流程时间短,合成条件在 常态下就可以进行,因此成本低廉。
附图说明
图1为钯纳米阵列表面在电子扫描显微镜下观察到的图;
图2为钯纳米阵列表面在电子扫描显微镜下观察到的图;
图3为钯纳米阵列侧面在电子扫描显微镜下观察到的图。

具体实施方式

实施例1本发明钯纳米线有序阵列材料的制备
(1)合成纳米氧化铝模板
a.将铝片(纯度99.999%)先用70%高氯酸和无水乙醇混合液在 2℃下抛光8分钟,电压为20V;混合液中70%高氯酸和无水乙醇的 体积比1∶4。
b.铝片用二次蒸馏水清洗后在1mol/L硫酸、电压20v下首次氧 化1.5小时,以不锈钢板做对电极;然后在60℃下以6%磷酸和1.8 %铬酸混合洗液清洗铝片半小时,除去氧化膜;混合洗液中,6%磷 酸和1.8%铬酸的体积比为1∶1。
c.铝片用二次蒸馏水清洗后,用与上述b步骤相同的电压进行阳 极氧化6小时;然后用氯化亚锡饱和水溶液剥离铝基质,再用5%的 磷酸通孔30分钟,得到纳米氧化铝模板,清洗并保存在二次蒸馏水 中。
(2)钛金属片经金相砂纸和氧化铝抛光成镜面,然后用二次蒸馏水 充分洗涤后,将纳米氧化铝模板紧密的装配在玻电极上,浸入pH=8 的0.1mol/L镀钯溶液,以0.7V电压电沉积20分钟,取出,用5%H3PO3 浸泡,溶去模板后用二次蒸馏水洗涤后晾干。如图1、图2和图3所 示,所得钯纳米线直径统一,排列有序。
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