[发明专利]一种碳纤维纸纳米铂复合薄膜材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维纸纳米铂复合薄膜材料的制备方法，特别是一种在碳 纤维纸表面电泳沉积纳米铂制得复合薄膜材料的方法。

背景技术

现有的气体传感器，大都用纯铂镀在传感器的灵敏器件上，工艺复杂，制作 成本高，而且导电性不好，气体传感器的灵敏度较差。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种碳纤维纸纳米铂复合薄膜材料的制备方法，在 纤维纸表面电泳沉积纳米铂制得复合薄膜材料，具有良好的稳定性、高催化活 性，良好的导电性，其用于气体传感器上可提高气体传感器的灵敏度。

本发明所述一种碳纤维纸纳米铂复合薄膜材料的制备方法，其制作步骤如 下：

1)碳纤维纸的预处理：将碳纤维纸裁剪为4cm×4cm的大小，在400℃下高 温热处理1h，取出后浸泡在98％浓硫酸中2h，取出用去离子水冲洗至pH 值为7，干燥；

2)电沉积液的制备：电沉积液用去离子水配制，其组成如下：

H₂PtCl₆·6H₂O    0.3g/L

Na₂SO₄           7.5g/L

电沉积液磁力搅拌均匀；

3)电泳沉积：电泳沉积前，先将电沉积液放至超声清洗器中超声；以碳纤 维纸为阴极，铂电极作为对电极，采用恒电位仪进行电泳沉积，电泳沉积 完毕后，取出试样，用去离子水清洗试样表面，放平，烘干，得纤维纳米 铂复合薄膜材料。

本发明最佳实施例之一：所述采用恒电位仪进行电泳沉积的电流密度为 3mA/cm²，沉积时间为1200秒。

本发明最佳实施例之二：所述采用恒电位仪进行电泳沉积的电流密度为 8mA/cm²，沉积时间为7200秒。

本发明的有益效果是，由于电泳沉积所需设备简单，成本低，通过调节电 压或电流，易于对沉积速度以及涂层的微观结构进行控制。用电泳沉积法在碳 纤维纸表面均匀覆盖纳米铂颗粒，获得具有良好稳定性、高催化活性的复合薄 膜材料，用于气体传感器上，其优异的导电性可提高气体传感器的灵敏度。

附图说明

图1为本发明最佳实施例之一电泳沉积后复合薄膜的表面形貌扫描电镜 (Scanning Electron Microscopy，SEM)图。

图2为本发明最佳实施例之二电泳沉积后复合薄膜的表面形貌SEM图。

图1、2中，(a)x100000   (b)x100000

图3为最佳实施例1电泳沉积后复合薄膜的能谱(Energy Dispersive Scan，EDS)元素分析结果。

图3中，横坐标为能量/KeV，纵坐标为相对强度，从左至右可以看到碳纤维 纸纳米铂复合薄膜材料依次为C.Pt.Pt.Pt.Pt.Pt.Pt.Pt峰。

具体实施方式

本发明的最佳实施例之一：

1、碳纤维纸预处理：将碳纤维纸裁剪为4cm×4cmm的大小，在400℃下高温 热处理1h，取出后浸泡在98％浓硫酸中2h取出用去离子水冲洗至pH值为7， 干燥。电泳沉积液的制备：分别称取0.25g H₂PtCl₆·6H₂O和7.10g Na₂SO₄，， 到150mL烧杯中，加去离子水至100mL，磁力搅拌5min后，放至超声清洗 器中超声10min至溶液澄清。

2、电泳沉积：电泳沉积前，分别将预处理所得碳纤维纸，铂对电极平行的 放入电沉积溶液中，调整其间距约为2cm。采用恒电位仪进行电泳沉积，控 制电流密度为3mA/cm²，沉积时间为1200s，当电泳沉积完毕后，小心取出试 样，用去离子水洗净试样表面，而后烘干，放入干燥器中保存。

图1为电泳沉积后复合薄膜材料的表面形貌扫描电镜图，可以看到在电流 密度较低的条件下，所得的铂颗粒分布均匀，粒径约为5-20nm。图3为电泳沉 积后复合薄膜的能谱(EDS)元素分析结果，图中可以看到碳纤维纸纳米铂复合 薄膜材料主要为C，Pt峰，并无其他杂峰。这说明了所制的的复合薄膜材料不 含有杂质。

本发明的最佳实施例之二：