[发明专利]一种钯钴纳米线的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种钯钴纳米线的制备方法及其应用，包括如下步骤：首先制备阳极氧化铝模板；配置钯钴电解液：将PdCl₂、CoSO₄·7H₂O和H₃BO₃·7H₂O混合，用盐酸调节pH；将所述的钯钴电解液沉积在阳极氧化铝模板上，得到了所述的钯钴纳米线。本发明中通过在钯中加入钴，使得制备的钯钴纳米线结构有序排列，进而在传感器中应用时可以增加灵敏度、响应时间和恢复时间，且消除或降低由氢气浓度、工作温度等条件引起的钯金属稳定性差的缺陷，得到了灵敏度高、温度适用范围广、可集成化、低功耗和稳定性优异的氢气传感器。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种钯钴纳米线的制备方法及其应用。

背景技术

氢气在现代工商业中扮演着重要的角色，氢气的合理使用可以为人类社会的发展提供极大助力。然而，在利用氢气的过程中，往往面临着许多危险状况，特别是在运输、储存环节，室外多样化的环境存在诸多变数，微小的疏忽即有可能造成氢气泄露，危害巨大。因此，在非常规状况下的氢气检测能力十分重要。一维纳米材料因具有特殊结构，在化学、物理等方面表现出优秀的性能，成为了该领域研究热点。

Pd金属因对氢有良好的反应性能，大量关于其作为敏感材料的相关研究被不断报道。Pd在空气中可以与氢气反应，形成Pd-H体系。当接触Pd金属表面时，H₂会与Pd原子表面的电子相互作用，使得H₂分子分解为H原子，并依附于Pd。H原子进入Pd金属栅格形成PdHx，此时根据H/Pd含量的不同，存在α相和β相两种固相。常温时，当H/Pd<0.008时，为α相，当H/Pd>0.067时，为β相。随着氢原子含量的增多，Pd的晶格体积膨胀，并改变电阻率，引起材料电阻改变。通过测量电阻变动值，可以计算出空气中氢气的含量。

由于两相的晶格参数有一定的差距，重复多次两相间循环会引起材料的扭曲破裂，最终造成永久性的破坏，即“氢脆”现象，降低Pd传感器的稳定性。此外，温度的改变会引起Pd金属相反气敏行为，导致电阻变化模式改变，从吸收氢气电阻增大变为电阻减小，严重影响传感器的可运行温度范围。通常使用一些异类金属原子掺入纯Pd，改善纯Pd材料的上述缺点。

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种钯钴纳米线的制备方法及其应用，本发明中通过在钯中加入钴，使得制备的钯钴纳米线结构有序排列，进而在传感器中应用时可以增加灵敏度、响应时间和恢复时间。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钯钴纳米线的制备方法，包括如下步骤：

(1)首先制备阳极氧化铝模板；

(2)配置钯钴电解液：将PdCl₂、CoSO₄·7H₂O和H₃BO₃·7H₂O混合，用盐酸调节pH；

(3)将所述的钯钴电解液沉积在阳极氧化铝模板上，得到了所述的钯钴纳米线。

进一步的，阳极氧化铝模板通过如下方法制备而成：

(a)将铝片浸泡在丙酮中，用水冲洗，风干；

(b)风干后的铝片在氩气氛围下退火处理；

(c)然后用草酸溶液氧化退火处理的铝片，得到第一阳极氧化的铝片，用磷铬酸浸泡去膜，然后用草酸溶液进行第二次阳极氧化；

(d)将SnCl₄加入到经过第二次阳极氧化的铝片上，经水浸泡，烘干，然后放入到磷酸溶液中浸泡，喷金处理，得到所述的阳极氧化铝模板。