P(AAEM-St)包覆心形纳米钯颗粒复合材料的制作方法

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料的制备方法。

背景技术：

纳米金属/聚合物复合材料是将纳米金属粒子分散在聚合物基体中形成的，同时具有纳米金属粒子和聚合物的优良特性,而且通过调控聚合物和纳米粒子的可变结构参数，利用其复合效应可以对材料的物理、化学性质产生特殊的作用，从而赋予材料独特的热性能、电性能、光学性能、机械性能、磁学性能和超导性能等，可以广泛地应用于光子学、电子学、环境学、生物医学和信息材料学等诸多领域。

纳米钯作为良好的储氢材料、导电浆料，特别是多相催化材料而备受瞩目,制备纳米钯的技术亦随其在多相催化领域的应用而显得越发重要。

乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(aaem)就是其中一种特殊的聚合物前驱体，它既是一种很强的螯合剂又含有高活性的甲基丙烯酸酯基团，且其均聚物又具有很好的热稳定性,用paaem作为基体可有效地保护稳定化无机纳米粒子。检索发现，存在aaem和苯乙烯共聚物作为稳定剂成功的制备了具有核壳结构的zro2-paaem/ps纳米粒子。

在各种介质存在下的钯盐反应溶液中通过超声制备聚合物包覆纳米钯颗粒复合材料，采用超声技术制备纳米金属钯粒子,比其它方法所制备的纳米粒子具有更小的粒径和更窄的粒径分布，但是这些方法中有的使用了还原剂，诸如溴化肉豆蔻基三甲胺、抗坏血酸等,不仅参加化学反应，还导致离子还原速度加快，形成的晶种较大，致使形成的晶粒扩散困难，发生团聚现象，纳米钯的粒径变大；还有学者在一定的惰性气氛保护下制备纳米钯颗粒,但使制备体系变得复杂。目前文献报道制备出的聚合物包覆纳米钯颗粒皆为柱形、球形或近球形。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明目的在于提供一种p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料，该材料中p(aaem-st)聚合物诱导纳米钯颗粒形成心形结构。

本发明的第二目的在于提供一种p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料的制备方法。

一种p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料的制备方法，方法步骤如下：

1)aaem预处理：将aaem放入分液漏斗中，用去离子水洗涤aaem3-4次，去除aaem中的阻聚剂，将下层液体放入一个干净的锥形瓶中备用；

2)称取pdcl2，一次加入去离子水溶解，然后加入aaem和苯乙烯，二次加入去离子水，搅拌均匀，再加入引发剂；

3)超声处理：获得反应液；

4)洗涤干燥：将反应液缓慢倒入盛有无水乙醇的烧杯中，边倒边搅拌，洗涤多次，直到产物从黑色絮状沉淀变成黑色粉末为止，弃去上层清液，剩下产物自然风干，研磨后装样。

优选地，所述步骤2)中的pdcl2、一次去离子水、aaem、苯乙烯、二次去离子水、引发剂的添加比例为：0.020-0.080g:15-25ml:0.8-1.2ml:2-8ml:25-35ml:0.008-0.015g。

优选地，所述步骤2)中的pdcl2、一次去离子水、aaem、苯乙烯、二次去离子水、引发剂的添加比例:0.050g:20ml:1ml:5ml:30ml:0.012g。

优选地，所述步骤2)中的引发剂为过硫酸钾或偶氮二异丁腈。

优选地，所述步骤3)超声处理条件：工作时间40-60min，超声1s，间歇1s，功率36％，温度40-45℃。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明在不加任何还原剂、乳化剂，也无需使用氮气保护的情况下，制备出p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料，基体p(aaem-st)长链中的两个羰基氧原子和钯原子之间存在相互作用力，诱导钯原子团聚形成心形纳米钯颗粒。复合材料中心形纳米钯颗粒缺陷结构的存在使得纳米钯颗粒具有较好的热催化性能，促进了基体p(aaem-st)的热降解。

附图说明

图1为实施例3中p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料的tem图片；

图2为实施例3中p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料中pd3d的xps谱图；

图3为实施例3中p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料中o1s的xps拟合谱图；

图4为p(aaem-st)(a)和实施例3中p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料(b)的tg曲线；

图5为实施例3中p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料的xrd谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

1、原料来源：pdcl2，分析纯，上海盈元化工有限公司；aaem，95％阿拉丁；苯乙烯，化学纯，西陇化工股份有限公司；偶氮二异丁腈，分析纯，济南汇丰达化工有限公司；过硫酸钾，分析纯，天津市博迪化工有限公司；无水乙醇，分析纯，无锡市亚盛化工有限公司。

2、仪器设备：ja2003n电子天平，上海精密科学仪器有限公司；xd-1800d超声波细胞破碎仪，南京先欧仪器制造有限公司。

实施例1

1)aaem预处理：称取10mlaaem放入60ml分液漏斗中，用去离子水洗涤aaem3次，去除aaem中的阻聚剂，将下层液体放入一个干净的锥形瓶中备用；

2)称取0.020gpdcl2，一次加入15ml去离子水溶解，然后加入0.8mlaaem和2ml苯乙烯，二次加入25ml去离子水，搅拌均匀，再加入0.008g过硫酸钾；

3)超声处理：处理条件为模式φ22，工作时间40min，超声1s，间歇1s，功率36％，温度40℃,获得反应液；

4)洗涤干燥：将反应液缓慢倒入盛有无水乙醇的烧杯中，边倒边搅拌，洗涤多次，直到产物从黑色絮状沉淀变成黑色粉末为止，弃去上层清液，剩下产物自然风干，研磨后装样。

实施例2

1)aaem预处理：称取10mlaaem放入60ml分液漏斗中，用去离子水洗涤aaem4次，去除aaem中的阻聚剂，将下层液体放入一个干净的锥形瓶中备用；

2)称取0.080gpdcl2，一次加入25ml去离子水溶解，然后加入1.2mlaaem和8ml苯乙烯，二次加入35ml去离子水，搅拌均匀，再加入0.015g偶氮二异丁腈；

3)超声处理：处理条件为模式φ22，工作时间50min，超声1s，间歇1s，功率36％，温度43℃,获得反应液；

4)洗涤干燥：将反应液缓慢倒入盛有无水乙醇的烧杯中，边倒边搅拌，洗涤多次，直到产物从黑色絮状沉淀变成黑色粉末为止，弃去上层清液，剩下产物自然风干，研磨后装样。

实施例3

1)aaem预处理：称取10mlaaem放入60ml分液漏斗中，用去离子水洗涤aaem3次，去除aaem中的阻聚剂，将下层液体放入一个干净的锥形瓶中备用；

2)称取0.050gpdcl2，一次加入20ml去离子水溶解，然后加入1.0mlaaem和5ml苯乙烯，二次加入30ml去离子水，搅拌均匀，再加入0.012g过硫酸钾；

3)超声处理：处理条件为模式φ22，工作时间60min，超声1s，间歇1s，功率36％，温度45℃,获得反应液；

4)洗涤干燥：将反应液缓慢倒入盛有无水乙醇的烧杯中，边倒边搅拌，洗涤多次，直到产物从黑色絮状沉淀变成黑色粉末为止，弃去上层清液，剩下产物自然风干，研磨后装样。

p(aaem-st)复合材料的制备

在50ml去离子水中加入1mlaaem和5ml苯乙烯，搅拌均匀，再加过硫酸钾0.012g。超声处理条件为模式φ22，工作时间60min，超声1s，间歇1s，功率36％，温度45℃,获得反应液；将反应液缓慢倒入盛有无水乙醇的烧杯中，边倒边搅拌，洗涤多次，直到产物从黑色絮状沉淀变成黑色粉末为止，弃去上层清液，剩下产物自然风干，研磨后装样。

p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料的性能分析

请参阅图1，图中深色为纳米钯，浅色为p(aaem-st)，且p(aaem-st)在心形纳米pd周围排列，不规则的变化的明暗条纹则是心形纳米钯反作用于聚合物，使聚合物在其表面有选择地分布，说明心形纳米钯与基体p(aaem-st)存在着相互作用。

请参阅图2，图2为金属钯pd3d的能谱图，比标准pd3d的能谱峰位(337.5ev)增加了0.99ev，向高能结合能方向移动，说明钯的化学环境改变了，失去部分电子。

请参阅图3，图中曲线1和曲线2分别是络合环中的酮羰基和酯羰基氧原子的o1s结合能谱，其结合能为530.4和532.3ev，比酮羰基和酯羰基氧原子的o1s标准结合能低，原因是羰基氧原子得到钯原子的部分电子从而使其结合能降低。曲线3和曲线4分别是c-o-c和脂肪链中羰基氧原子的o1s结合能谱，其结合能与标准结合能相比皆无变化，曲线5是三种化学环境中的o1s能谱的迭加峰。进一步说明了心形纳米钯与基体p(aaem-st)间的相互作用是纳米钯颗粒与基体长链中的羰基氧原子之间存在形成的化学作用力。

请参阅图4，p(aaem-st)包覆心形纳米钯颗粒复合材料的分解温度明显低于p(aaem-st)，其原因可能是基体p(aaem-st)长链中的两个羰基氧原子和钯原子之间存在相互作用力，诱导钯原子团聚形成心形纳米钯颗粒，心形纳米钯颗粒缺陷结构的存在使得纳米钯颗粒具有较好的热催化性能，促进了基体p(aaem-st)的热降解。

请参阅图5，从图中可以看出，衍射角2θ＝37.91°、44.14°、64.46°和77.41°处分别出现四个衍射峰，与钯标准的(pdfwin#87-0637)(111)、(200)、(220)和(311)晶面所对应的位置基本一致，说明所合成的复合材料中含有纳米钯颗粒且其具有面心立方结构。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。