专利名称：碳纳米管担载钯纳米复合材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种利用相转移及自组装技术制备碳纳米管担载钯纳米复合材料的方法。
背景技术：
作为一类新兴材料，碳纳米管基(CNTs)复合材料以其独特的物理和化学性质引 起人们极大的研究兴趣。装饰有Pd纳米粒子的CNTs复合材料(简写为Pd/CNTs)预计在 纳米电子器件，气体传感，燃料电池及多相催化领域有潜在的应用价值。目前，Pd/CNTs纳 米复合材料的制备方法包括超临界CO2流体技术，微乳液，电化学沉积及表面活性剂自还 原等。虽然这些方法成功地将Pd纳米粒子担载到CNTs表面，但是它们要么受到苛刻的反 应条件或设备的限制，要么受到繁琐冗长的实验过程的困扰(J.Phys. Chem. C, 2008,112 8172-8176)。因此，发明一种简单，温和，有效的方法制备Pd/CNTs纳米复合材料仍然是许 多研究者追求的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备碳纳米管担载钯纳米复合材料的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的基于前人的研究基础，我们利用相转移及自组装技术，成功地将预合成的粒径及 其分布可控的Pd纳米粒子担载到CNTs表面。本发明将十二烷基硫醚和醋酸钯溶于无水乙醇中，加热搅拌得到Pd纳米粒子乙 醇溶液。将制备的Pd纳米粒子乙醇溶液加入到含有苄基硫醇的有机溶剂中，通过蒸馏水 萃取出乙醇，使Pd纳米粒子相转移至有机溶剂中。将含有Pd纳米粒子的有机溶剂加入到 CNTs在相应有机溶剂的悬浮液中，经过常规处理得到Pd/CNTs纳米复合材料。—种碳纳米管担载钯纳米复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步 骤A.将醋酸钯和十二烷基硫醚溶于无水乙醇中，在40-100°C加热搅拌下得到黑色 Pd纳米粒子乙醇溶液；B.将制备的Pd纳米粒子乙醇溶液加入到含有苄基硫醇的苯、甲苯、二甲苯、环己 烷或正辛烷的有机溶剂中，搅拌，通过蒸馏水萃取出乙醇，使Pd纳米粒子转移至苯、甲苯、 二甲苯、环己烷或正辛烷的有机溶剂中；C.将含有Pd纳米粒子的苯、甲苯、二甲苯、环己烷或正辛烷的有机溶剂加入到 CNTs在苯，甲苯，二甲苯，环己烷或正辛烷的悬浮液中，超声处理，过滤，用无水乙醇和蒸馏 水分别洗涤，干燥得到Pd/CNTs纳米复合材料。在本发明制备过程中，醋酸钯与十二烷基硫醚的摩尔比为1 2-1 20。在本发明制备过程中，醋酸钯与苄基硫醇的摩尔比为1 5-1 100。在本发明制备过程中，Pd与CNTs质量比为0. 01-1。
本发明制备的Pd/CNTs纳米复合材料通过透射电子显微镜照片显示Pd纳米粒子 均勻分布在CNTs表面。本发明的优点是(1)通过控制Pd纳米粒子的粒径及Pd纳米粒子和CNTs的相对 含量，可以方便地调节CNTs表面Pd纳米粒子的大小及密度；(2)反应工艺操作简单；(3)反 应条件温和且原料易得，有大规模生产的可能。
具体实施方式
为进一步阐述本发明特提供以下实例。显然本发明的实施方式并不限于下属实施 例。实施例1称取0.021g醋酸钯，0. 17g十二烷基硫醚，将其溶于50mL无水乙醇中。上述溶液 在60°C加热搅拌Ih得黑色Pd纳米粒子乙醇溶液。将制备的Pd纳米粒子乙醇溶液加入到 含有1. ImL苄基硫醇的甲苯溶液中(50mL)，搅拌0. 5h后，向体系中加入大量的蒸馏水，溶液 发生分层，上层为含有Pd纳米粒子的甲苯相，下层为水和乙醇的混合相。除去下层水相，上 层的有机相用蒸馏水洗涤3次，得到含有Pd纳米粒子的甲苯溶液。称取0. Ig CNTs，将其分散于50mL甲苯溶液中，超声处理4h，得CNTs在甲苯中的 悬浮液。将上述Pd纳米粒子的甲苯溶液加入到CNTs甲苯悬浮液中，超声处理10h，过滤，用 无水乙醇和蒸馏水分别洗3次，120°C干燥过夜得Pd/CNTs纳米复合材料。透射电子显微镜 照片显示Pd纳米粒子均勻分布在CNTs表面。实施例2-4按照实施例1的方法与步骤，但改变十二烷基硫醚的质量分别为(2) 0. 068g (3) 0. 34g (4) 0. 68g实施例5-8按照实施例1的方法与步骤，改变苄基硫醇的量分别为(5) 0. 55ml (6) 0. 22ml (7) 0. 1 Iml (8) 0. 055ml实施例9-12按照实施例1的方法与步骤，苄基硫醇分别溶解在苯，二甲苯，环己烷和正辛烷其 中之一。实施例13-16按照实施例1的方法与步骤，改变CNTs的质量分别为(13) 1. Og (14)0. 05g (15)0. 02g (16)0. Olg
权利要求
一种碳纳米管担载钯纳米复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤A.将醋酸钯和十二烷基硫醚溶于无水乙醇中，在40-100℃加热搅拌下得到黑色Pd纳米粒子乙醇溶液；B.将制备的Pd纳米粒子乙醇溶液加入到含有苄基硫醇的苯、甲苯、二甲苯、环己烷或正辛烷的有机溶剂中，搅拌，通过蒸馏水萃取出乙醇，使Pd纳米粒子转移至苯、甲苯、二甲苯、环己烷或正辛烷的有机溶剂中；C.将含有Pd纳米粒子的苯、甲苯、二甲苯、环己烷或正辛烷的有机溶剂加入到CNTs在苯，甲苯，二甲苯，环己烷或正辛烷的悬浮液中，超声处理，过滤，用无水乙醇和蒸馏水分别洗涤，干燥得到碳纳米管担载钯纳米复合材料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于醋酸钯与十二烷基硫醚的摩尔比为 1:2-1: 20。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于醋酸钯与苄基硫醇的摩尔比为 1:5-1: 100。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于Pd与CNTs质量比为0.01-1。
全文摘要
本发明公开了一种利用相转移及自组装技术制备碳纳米管担载钯纳米复合材料的方法。本发明将十二烷基硫醚和醋酸钯溶于无水乙醇中，加热搅拌得到Pd纳米粒子乙醇溶液。将制备的Pd纳米粒子乙醇溶液加入到含有苄基硫醇的有机溶剂中，通过蒸馏水萃取出乙醇，使Pd纳米粒子相转移至有机溶剂中。将含有Pd纳米粒子的有机溶剂加入到CNTs在相应有机溶剂的悬浮液中，经过常规处理得到Pd/CNTs纳米复合材料。分析显示利用此法合成的材料Pd纳米粒子均匀分布在CNTs表面。
文档编号C01B31/02GK101880038SQ200910138258
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者王晓来, 邹国军, 陈龙 申请人:中国科学院兰州化学物理研究所