[发明专利]钯基催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种钯基催化剂及其制备方法与应用。本发明钯基催化剂是包括石墨烯和钯金属以及贱金属和/或银金属颗粒，所述钯金属与贱金属和/或银金属颗粒分散并原位结合在石墨烯表面上和/或层间隙中。其制备方法包括制备原位结合有贱金属和/或银金属颗粒的石墨烯和在石墨烯上进一步原位结合钯金属得到双金属合金颗粒的步骤。本发明钯基催化剂钯金属颗粒与贱金属和/或银金属颗粒合金化，有效提高单位质量Pd的催化面积以提高其催化效率，而且分布均匀，同时降低催化剂的成本。本发明方法能够有效降低催化剂生产成本，节约能源，保护环境，且可以量产。

技术领域

本发明属于金属催化剂技术领域，具体的是涉及一种钯基催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

加成法作为印制板工艺制造的一种重要方法，由于其工序简单，生产效率高，生产成本低，同时该工艺能达到齐平导线和齐平表面，可满足高厚径比印制板，小孔内镀铜的要求，因此有着重要的应用前景。

其中，化学镀铜是加成法制造印制板工艺中的重要步骤，而催化剂的活化作用是化学镀铜的重中之重，活化效果直接影响着化学镀层的质量和外观，如镀层的沉积速率，镀层金属颗粒大小、分布均匀性，以及镀层和基材间的附着力。

常用的化学镀铜活化工艺分为一步法和两步法两种，一步法需要对金属钯胶体进行解胶处理，由此会造成SnCl₂的残留而抑制金属镀层的生长，同时，胶体钯本身的稳定性也存在问题。两步法需要使用酸性SnCl₂对基材表面进行敏化处理，再进一步使用PdCl₂或银氨溶液活化，该方法存在步骤多，处理效果不稳定，且易引入锡杂质等问题。并且，金属钯价格昂贵且资源有限，以上两种方法所使用的金属钯都存在团聚和相对催化效率不高的问题。

因此，目前大部分的化学镀铜活化剂都是以贵金属钯为主要成分，尤其是印刷电路板的孔金属化，应用最为广泛。但是，钯价格昂贵且资源有限，存在相对催化效率不高等问题，大大提高了化学镀铜整个印制板制造工艺的生产成本。因此，开发低成本，催化效率高的活化剂是目前行业急需克服的技术问题，也是未来发展的重要方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种钯基催化剂及其制备方法，以解决现有钯催化剂催化效率不高，但成本高的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种钯基催化剂。所述钯基金催化剂包括石墨烯和钯金属以及贱金属和/或银金属颗粒，所述钯金属与贱金属和/或银金属颗粒分散并原位结合在石墨烯表面上和/或层间隙中，且所述钯金属与贱金属和/或银金属的摩尔比为1：(1-10)。

本发明的另一方面，提供了一种钯基催化剂的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：

将贱金属盐和/或银盐与氧化石墨烯溶液混合后，与还原剂进行还原反应，固液分离收集固体物；

将所述固体物配制成分散液，并将所述分散液与钯盐混合后加热还原反应，后进行固液分离，收集固体产物。

本发明的又一方面，提供了本发明钯基催化剂的应用方法。本发明钯基催化剂在化学镀铜、化学镀镍、燃料电池、锂/锌/铝-空气电池、葡萄糖检测、CO的氧化中的应用。

本发明的又一方面，提供了一种化学镀铜方法。所述化学镀铜方法包括如下步骤：

将化学镀铜活化剂与胶液配制成催化胶；

将所述催化胶在镀铜基板上印刷，并经干燥；

将印刷有所述催化胶的所述镀铜基板置于化学镀铜液中，实现在所述镀铜基板表面上印刷有所述催化胶的表面镀铜；

其中，所述化学镀铜活化剂为本发明所述的钯基催化剂或由本发明所述方法制备的钯基催化剂。