[发明专利]一种铂纳米锥阵列结构的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种铂纳米锥阵列结构的制备方法，包括：提供铂盐溶液，向所述铂盐溶液中加入晶型促进剂，混合均匀后形成电沉积溶液，其中，所述晶型促进剂包括无机铵盐和有机胺类中的至少一种；提供导电基体，将所述导电基体置于所述电沉积溶液中，采用电沉积的方法在所述导电基体表面制得铂纳米锥阵列结构。通过加入合适的晶型促进剂，控制电沉积过程中形成的铂纳米阵列形貌，制得形貌均匀一致的铂纳米锥阵列结构，提高其电化学性能和催化性能，同时保证了生物兼容性；该制备方法简单，适用于在各种规格的器件表面制备铂纳米锥阵列结构，提高器件在传感器领域、催化领域以及神经接口领域中的应用。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种铂纳米锥阵列结构的制备方法及其应用。

背景技术

铂因其优异的电催化性能被广泛地应用于催化剂领域。在应用过程中发现，铂的形貌结构会进一步影响其催化性能，而铂纳米结构由于其独特的结构特征而表现出更好的催化性能。目前，通过调节热力学和动力学条件可以调节铂的形貌结构，提高其催化性能，例如：用丙烯酸和聚丙烯酸酯在胶体体系中制备具有四面体和立方体的铂结构，但制备出的微观形貌均匀性不太统一(PetroskiJ.M.J.Phys.Chem.2001,105,5542-5547)；在体系中加入少量的二价/三价的铁离子来调节铂的还原速率(Lee E.P.Adv.Mater.2006,18,3271-3274)；加入铜离子，采用电位置换法制备立方体和球形的铂结构(QuL.T.J.Am.Chem.Soc.2006,128,5523)。虽然上述方法在一定程度上可以调节铂的形貌结构，但是制备时间长，制得的形貌结构均一性差，且制备过程中会加入有毒有害物质，制得的铂纳米结构不能够应用于具有生物兼容要求的神经接口方向。

因此，亟需一种形貌可控、均匀一致并且能够应用于传感器领域、催化领域以及神经接口领域中铂纳米结构。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种铂纳米锥阵列结构的制备方法，通过加入合适的晶型促进剂，控制电沉积过程中形成的铂纳米阵列形貌，制得形貌均匀一致的铂纳米锥阵列结构，提高其电化学性能和催化性能；制备过程中无有毒有害物质的加入，保证了生物兼容性；该制备方法简单，适用于在各种规格的器件表面制备铂纳米锥阵列结构，提高其在传感器领域、催化领域以及神经接口领域中的应用。

第一方面，本发明提供了一种铂纳米锥阵列结构的制备方法，包括：

提供铂盐溶液，向所述铂盐溶液中加入晶型促进剂，混合均匀后形成电沉积溶液，其中，所述晶型促进剂包括无机铵盐和有机胺类中的至少一种；

提供导电基体，将所述导电基体置于所述电沉积溶液中，采用电沉积的方法在所述导电基体表面制得铂纳米锥阵列结构。

在本发明中，从众多无机和有机的晶型促进剂中选择对铂微观形貌有特殊选择的促进剂，使得在电沉积过程过程中，晶型促进剂可以引导生成铂纳米锥而避免其他纳米结构生成，如纳米线、纳米柱等，且制得的铂纳米锥阵列结构形貌均匀一致。

可选的，所述无机铵盐包括硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、次氯酸铵、亚硝酸铵中的至少一种。

可选的，所述有机胺类包括脂肪胺类、醇胺类和脂环胺类中的至少一种。

进一步的，所述晶型促进剂为无机铵盐。在本发明中，无机铵盐和有机胺类均可以促进铂纳米锥阵列结构的形成，达到本发明的效果，且无机铵盐比有机胺类更加有利于铂纳米锥阵列结构的形成。

可选的，所述铂盐溶液的溶质为氯化铂、六氯铂酸铵、六氯铂酸钾、六氯铂酸钠、氯铂酸、硝酸铂、硫酸铂、四氯铂酸钾、四氯铂酸铵中的一种或多种。

可选的，所述铂盐的浓度为1mmol/L-20mmol/L。进一步的，所述铂盐的浓度为3mmol/L-18mmol/L。具体的，所述铂盐的浓度可以但不限于为7mmol/L、10mmol/L或15mmol/L。