[发明专利]钯纳米颗粒/碳纳米纤维复合物、制法及其在电催化的应用

说明书

技术领域

本发明涉及钯纳米颗粒/碳纳米纤维复合物、制法及其在电 催化的应用。

背景技术

碳纳米纤维(CNF)由于其独特的结构、良好的导电性、较大的 比表面积、较高的化学稳定性和机械强度，可作为理想的催化剂载体， 用于催化反应和传感器的制备。以CNF为载体，可显著提高催化剂 的活性和稳定性，制备的金属纳米颗粒/CNF复合材料在电化学生物 传感器和燃料电池电极材料中的应用已有大量的文献报道。虽然CNF 作为燃料电池催化剂载体可显著增强催化剂活性，但是目前由于其价 格较高，限制了其在实际中的应用，还主要停留在实验室研究阶段。 而且，以前制备CNF的方法中，一般都要用到金属催化剂来催化CNF 的生长，这些金属催化剂经常会残留在制备的产物中。所以在应用 CNF时，都要经过纯化过程，以除去残留的金属颗粒、石墨颗粒和 其它形式的碳纳米材料，该过程较为繁琐。所以，大规模地制备高纯 的CNF是其应用的基础。

电纺技术作为制备纳米尺度纤维的有效方法，近年来在理论和实 验方面都取得了巨大的进展，已经成功地制备出了聚合物、陶瓷、金 属以及无机/有机复合纳米纤维。人们也对电纺纤维在许多领域的应 用进行了研究，显示出广阔的应用前景[1]。电纺聚合物纤维经稳定 和碳化过程，可作为一种快速有效地制备CNF的方法。由于在制备 过程中不需要引入金属催化剂，所以制备的CNF中没有其它杂质残 留，在应用时不需要繁琐的纯化过程。所以，电纺是制备高纯CNF 的经济高效的方法。

金属纳米颗粒/CNF复合材料的制备方法主要有化学还原法[2， 3]、自组装法[4，5]、电化学沉积法[6，7]、无电沉积法[8，9]和物理方 法[10]等。由于这些制备方法会破坏CNF结构的完整性，从而影响 其导电性和稳定性，所以发展非破坏性的制备金属纳米颗粒/CNF的 方法具有重要的意义。

H₂O₂、β-烟酰腺嘌呤二核苷酸(NADH)、多巴胺(DA)、抗坏 血酸(AA)和尿酸(UA)是一些与生命过程密切相关的重要物质， 对这些物质的分析检测具有重要的意义。在各种检测方法中，电化学 检测是最常用的方法之一。但是，在裸的固态电极上，对这些物质的 检测需要较高的检测电位，从而会受到共存的一些电活性物质的干 扰。所以要发展选择性好、灵敏度高的检测方法，对这些物质进行低 电位的直接电化学检测。

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