[发明专利]一种聚合物薄膜表面生长纳米金属钯颗粒的方法

说明书

本发明公开了一种聚合物薄膜表面生长纳米金属钯颗粒的方法，该方法包括：A1：聚合物表面预处理，将聚合物薄膜放置于预处理溶液中，在20～25℃下静置10～90min；A2：聚合物表面生长纳米钯颗粒，将所述步骤A1所得产物放置于纳米金属钯颗粒生长溶液中，在50～80℃下静置30～60min。本发明只需要两步简单的操作即可在聚合物薄膜表面生长纳米金属钯颗粒，而且也不要复杂、精密设备，在大气环境下即可操作，因此本发明有效地节约了成本。

技术领域

本发明涉及聚合物薄膜表面沉积纳米金属颗粒领域，尤其涉及一种聚合物薄膜表面生长纳米金属钯颗粒的方法。

背景技术

金属纳米颗粒具有大的比表面积。由此所引起的小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等性质使其不同于其他普通材料，具有广阔的应用前景。贵金属钯主要用作催化剂，其催化活性强、稳定性好。纳米金属钯颗粒具有巨大的比表面积，从而使其催化性能更优越。此外，钯对某些物质有特定的表面增强效应，纳米钯可以用于特定分子的单分子检测。

在聚合物薄膜表面沉积纳米钯颗粒，有许多潜在的应用。例如，钯具有巨大的储氢能力(例如，1体积单位的Pd可容纳643.3体积单位的氢)，钯纳米颗粒掺杂的PVDF薄膜可用于可能对替代基于化石燃料的经济具有潜在影响的储氢应用。表面沉积有纳米钯颗粒的聚合物薄膜还可以直接进行表面改性处理(如金属化)，在微电子行业以及有机催化方面有广阔的应用前景。

值得注意的是，聚合物薄膜表面沉积纳米钯颗粒常用的方法，如湿法化学合成、脉冲激光烧蚀、电化学、溅射、物理气相沉积、微等离子体、热分解等，这些方法不仅会涉及多个步骤，而且需要高度复杂的设备，成本高，由此限制了其应用。

发明内容

本发明提供了一种聚合物表面生长纳米金属钯颗粒的方法，该方法不仅步骤简单，易操作，而且成本较低。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种聚合物薄膜表面生长纳米金属钯颗粒的方法，包括：

A1：聚合物表面预处理，将聚合物薄膜放置于含有接枝原料的预处理溶液中，在20～25℃下静置10～90min，在聚合物薄膜表面通过接枝产生对钯离子具有吸附作用的化学吸附位点；

A2：聚合物表面生长纳米钯颗粒，将所述步骤A1所得产物放置于纳米金属钯颗粒生长溶液中，在50～80℃下静置30～60min，所述纳米金属钯颗粒生长溶液为含有钯离子的酸性溶液。其中，本步骤选择温度50～80℃是因为：若温度过低，则钯离子不能被还原为原子；若温度过高，则可能会导致聚合物薄膜脱落。选择30～60min是因为：若生长时间过短则表面生长的纳米钯颗粒较少或未能生长纳米钯颗粒，因此至少30min；若生长时间过长，则表面不会生长纳米颗粒，而会生长为连续的薄膜。

具体地，所述步骤A2具体包括：

A201：配置纳米金属钯颗粒生长溶液；

A202：将所述步骤A1所得产物放置于所述步骤A201配置的纳米金属钯颗粒生长溶液中，在50～80℃下静置30～60min。

优选地，所述纳米金属钯颗粒生长溶液的化学组成为0.001～0.01moL/L氯化钯、20～50vt％浓盐酸、0.3～3vt％氢氟酸。氯化钯浓度过低则表面生长的纳米钯颗粒较少或未能生长纳米钯颗粒。

具体地，所述步骤A1具体包括：

A101：采用去离子水超声清洗聚合物薄膜30～60s，烘干；

A102：配置预处理溶液；

A103：将所述步骤A101烘干后的聚合物薄膜放置于所述步骤A102配置的预处理溶液中，在20～25℃下静置10～90min，然后去离子水清洗，干燥；