專利名稱：Pt納米顆粒—碳納米管復(fù)合材料、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Pt納米顆粒一碳納米管復(fù)合材料、制備方法及應(yīng)用，復(fù)合材 料薄膜修飾電極及其制備方法，本發(fā)明在電化學(xué)生物傳感器、燃料電池和催 化領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，屬于納米材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
碳納米管(CNTs)獨(dú)特的電學(xué)、化學(xué)和催化性能使其在諸多電化學(xué)器件 中有著廣泛的應(yīng)用，如電流型生物傳感器和燃料電池。此外，高度分散的金 屬催化劑顆粒如Pt、 Au、 Pd、 Cu、 Ag等也已被報道(K. Balasubramanian, M. Burghard, ^wa/,.ca/朋(i所oa加/,'ca/ C/zewz'M/^, 2006 (385): 452-468.M. Yang， Y. Yang, Y. Liu， G. Shen, R. Yu,所o m ora朋d所oe/ec的m'os, 2006 (21): 1125-1131.)可以應(yīng)用在電流型生物傳感器和燃料電池中，但是金屬納米顆粒 易團(tuán)聚，容易導(dǎo)致電極中毒。因此，將碳納米管/金屬顆粒復(fù)合，可以大大降. 低金屬顆粒的團(tuán)聚，提高金屬催化劑的催化性能。另一方面碳納米管本身具 有很好的電催化活性，與金屬顆粒復(fù)合可以綜合碳納米管和金屬顆粒的優(yōu)點(diǎn) (增強(qiáng)的電催化活性和增大的比表面積)，大大提高生物傳感器和燃料電池的 性能。在這些復(fù)合材料中，由于Pt的催化性能相對較好，碳納米管與Pt顆粒 的復(fù)合一直是一個研究的熱點(diǎn)，但其難點(diǎn)是Pt顆粒在碳納米管上的尺寸控制 和分散性。
目前，有多種將Pt納米顆粒(PtNPs)與碳納米管復(fù)合修飾電極的方法， 如通過物理吸附將預(yù)先合成的PtNPs吸附在碳納米管表面(V. Lordi, N. Yao, J. Wei, C/2emz^7^ o/M^m^Zs, 2001 (13): 733-737,);或通過電化學(xué)法將PtNPs從. Pt的鹽溶液中沉積在碳納米管電極上(V. Lordi, N. Yao, J. Wei, C/zem^o^ o/ 她ter油，2001 (13): 733-737. X. Chu, D. Duan, G. Shen, R. Yu,腦虛，2007 (71): 2040-2047.)。然而，物理吸附的PtNPs穩(wěn)定性差，復(fù)合物在液體中稍有干擾即會造成PtNPs的團(tuán)聚；而電化學(xué)沉積法制備Pt納米顆粒一碳納米管
(PtNP-CNT)很可能同時還原lt (Y. Lin, X. Cui, C. Yen, C. M. Wai, T/ze JowTia/ o/i^>w'ca/ Ozem^fo^, 2005 (109): 14410-14415.)。一些研究者將碳納 米管在硝酸或硫酸中預(yù)處理，通過化學(xué)還原的方法制備PtNP-CNT復(fù)合物， 然后將復(fù)合物薄膜修飾在電極上用于研究其電化學(xué)特性(J. Xie, S. Wang, L. Aryasomayajula， V. K. Varadan，腸她c/wo/ogy, 2007 (18): 65503-65512. Q. Shi, T. Peng， Y. Zhu， C. F. Yang,五/e"raa加/y^， 2005 (17): 857-861.)。酸處理是一種 通用的方法，它可以在碳納米管表面產(chǎn)生一些酸性基團(tuán)以便PtNPs很容易的 連接在碳納米管上。然而，這種預(yù)處理方法的弊端是很難控制Pt的顆粒尺寸 及PtNPs在碳納米管壁上的分布(M. M. Waje, X. Wang, W. Li, Y. Yan, T^"o&c/z"o/ogv, 2005 395-400.)，對復(fù)合物的電催化特性有很大的影響。因此， 有必要尋找新的預(yù)處理碳納米管的方法，以便得到尺寸均勻、分散性良好的 PtNPs包裹碳納米管。本發(fā)明擬從另一角度出發(fā)，使用NH3預(yù)處理碳納米管， 使得碳納米管外壁帶有均勻的官能團(tuán)，從而使得PtNPs均勻沉積在碳納米管 表面。與濕化學(xué)法預(yù)處理碳納米管相比，NH3預(yù)處理法更為方便且不易引入 雜質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種Pt納米顆粒一碳納米管復(fù)合材料、制備方法 及應(yīng)用。本發(fā)明是通過以氨氣預(yù)處理的碳納米管、檸檬酸鈉、氯鉑酸和甲醇 為原料，將Pt納米顆粒原位還原在碳納米管外壁上，并將該復(fù)合材料分散在 Nafiori溶液中，滴在玻碳電極上自然干燥制得薄膜修飾電極。所提供的方法 簡單，操作方便，所用原料廉價易得，用于甲醇燃料電池效果良好，是一種 適于工業(yè)生產(chǎn)的制備方法。
由此可見，本發(fā)明包括制備Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料，然后制備Pt 納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料薄膜修飾電極現(xiàn)分別說明如下
一、Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料及制備 (a) Pt納米顆粒包裹NH3—CNTs的形成機(jī)理如下(如圖1所示)
首先，原始CNTs表面具有電負(fù)性的酸性含氧基團(tuán)在NH3處理后消失，同 時帶有正電荷的含氮集團(tuán)(如氨基)連接在CNTs的表面。將NH3-CNTs加入檸檬酸鈉后，帶有負(fù)電荷的酸性檸檬酸根與帶有正電荷的含氮基團(tuán)通過靜電
吸附相互作用。然后HzPtCl6與CH3OH在檸檬酸鈉覆蓋的NH3-CNTs表面原 位還原，得到PtNP-NH3-CNT復(fù)合物。依據(jù)Lin等人(C. S, Lin, M. R. Khan, S. D. Lin, c/o固"/ o/Co〃oz'(i aro/ 5W認(rèn)e, 2006 (299): 678-685.)的報
道，檸檬酸鈉作為穩(wěn)定劑可阻止PtNPs的團(tuán)聚。帶有負(fù)電荷的擰檬酸根離子 通過靜電作用吸附帶有正電荷的Pt離子，引起Pt顆粒間靜電排斥從而起到穩(wěn) 定劑的作用。由于CNTs通過NH3進(jìn)行預(yù)處理，大部分碳納米管表面具有帶 有正電的含氮基團(tuán)，易于和帶有負(fù)電的檸檬酸根相互作用，形成均勻的檸檬 酸鈉包覆碳納米管。因此，得到的Pt納米顆粒一氨氣預(yù)處理的碳納米管 (PtNP-NH3-CNT)復(fù)合物表面Pt顆粒覆蓋比較均勻。 (b) Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料的制備 具體步驟如下
將碳納米管(包括多壁碳納米管和單壁碳納米管)置于NH3氣氛(體積^ >99%, 1 L/min)的管式爐中，600°C 1000 °C下加熱2 3小時，得至!j NH3 一CNTs。將不同含量的NH3-CNTs浸沒在擰檬酸鈉水溶液中，超聲后攪拌， 并抽濾、烘干得到覆蓋有檸檬酸鈉的CNTs。然后將2 mM H2PtCl6和90 ml CH3OH (體積比從4%到90%不等)的混合物與上述覆蓋有檸檬酸鈉的CNTs 混合在80°C 90°C的油浴鍋內(nèi)冷凝回流90 100分鐘，得到PtNP-NH3-CNT 復(fù)合材料。
二、 Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)用 (a)首先，制備成薄膜修飾電極
將5 wt。/。的Nafion溶液(全氟磺酸樹脂溶液，購于杜邦公司)用磷酸緩沖溶-液稀釋到0.5 wt%，然后將PtNP- NH3-CNT復(fù)合材料分散在1 ml 0.5 wt^/。的 Nafion溶液中，并超聲4小時。然后將20 ^1的上述溶液分別滴在玻碳電極上， 并在室溫下干燥，制得各種修飾電極。
三、 所述的Pt納米顆粒一碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)用如下
將該P(yáng)tNP- NH3-CNT復(fù)合物薄膜修飾電極用于檢測H202顯示了優(yōu)異的電 催化特性，意味著該電極在應(yīng)用于電流型氧化酶基生物傳感器中能夠提供很 好的信號傳輸。而將該P(yáng)tNP-NH3-CNT復(fù)合物薄膜修飾電極檢測甲醇顯示了 優(yōu)異的電催化特性和對中間產(chǎn)物含碳物質(zhì)很好的容忍力，意味著該P(yáng)tNP-NH3-CNT薄膜修飾電極應(yīng)用在直接甲醇燃料電池中的性能較好。(詳見 實(shí)施例4和5)
綜上所述，本發(fā)明的特點(diǎn)是
(1) NH3預(yù)處理CNTs簡單有效，不易引入雜質(zhì)，方便地使Pt納米顆粒由氯 鉑酸高溫分解均勻地原位還原分布在CNTs外壁上。
(2) 制得的PtNP-NH3-CNT復(fù)合材料，Pt納米顆粒尺寸為l-15nm且在CNTs. 外壁上分布均一，幾乎所有的PtNPs均沉積在了 CNTs上。通過控制起 始反應(yīng)時氯鉑酸和NH3-CNTs的比例，可以改變PtNPs覆蓋在CNTs上 的含量(詳見實(shí)施例l)。
通過甲醇含量的控制，可控制Pt顆粒的大小(實(shí)施例2和3)。
(3) PtNP-NH3-CNT薄膜修飾電極的電活性表面積較大且對H202電催化性能
較好，意味著該復(fù)合材料薄膜修飾電極應(yīng)用于電流型酶生物傳感器中能 夠提供很好的信號傳輸。
(4) PtNP-NH3-CNT薄膜修飾電極對甲醇氧化反應(yīng)具有很好的電催化特性和 對中間產(chǎn)物含碳物質(zhì)很好的容忍力，意味著PtNP-NH3-MWCNT薄膜修. 飾電極應(yīng)用在直接甲醇燃料電池中的性能較好。


圖1. PtNPs包覆NH3-CNTs的過程示意圖。
圖2. (A) (B)分別表示不同放大倍數(shù)的PtNP-NHrMWCNT的TEM照 片；(C) PtNP-NHrMWCNT的高分辨TEM照片和電子衍射花樣；(D) PtNP-NH3-MWCNT上PtNPs的尺寸分布。
圖3.不同Pt含量的PtNP-NH3-MWCNT復(fù)合物的TEM照片(A) 10wt%, (B)20wt%,(C)28 wt%。
圖4.改變甲醇含量制備的PtNP-NH3-MWCNT的TEM照片。
圖5. PtNP-NH3-SWCNT的TEM照片。
圖6. (a) PtNP-麗3-MWCNT, (b)原始MWCNTs和(c) PtNPs分散在0,5 wt% Nafion溶液中用以修飾玻碳電極并檢測20 mM K4[Fe(CN)6]和0.2 M KCl的循 環(huán)伏安曲線(參比電極為Ag/AgCl，掃描速度為2011^8-)。
圖7. (a) PtNP-NHrMWCNT, (b)原始MWCNTs和(c) PtNPs分散在0.5 wtNafion溶液中用以修飾玻碳電極并檢測H202磷酸鹽緩沖溶液(pH 7.0)的循環(huán) 伏安曲線(掃描速度為50mVs'1)。
圖8. Pt-NH3-MWCNTs, Pt-Pristine MWCNTs, Pt-HN03-MWCNTs和Pt誦C 修飾電極測試1 MCH3OH+ 1 MH2S04溶液的循環(huán)伏安曲線。
具體實(shí)施例方式
用下列非限定性實(shí)施例進(jìn)一步說明實(shí)施方式及效果
實(shí)施例1 :
將原始多壁碳納米管(MWCNTs)置于1^3氣氛(體積>99%, 1 1/min)的管 式爐中，600°C下加熱3小時，得到NH3高溫預(yù)處理的MWCNTs (記作 NH3-MWCNTs)。制備PtNP-NH3-MWCNT復(fù)合物的步驟如下。首先，將不同 含量的NH3-MWCNTs浸沒在檸檬酸鈉水溶液中，超聲后攪拌，并抽濾、烘干 得到覆蓋有檸檬酸鈉的MWCNTs。然后將10 ml 2 mM H2PtClJn卯ml CH3OH 的混合物與上述覆蓋有檸檬酸鈉的MWCNTs混合在80°C的油浴鍋內(nèi)冷凝回 流90 min，得到PtNP-NH3-MWCNT。
從圖2 (A,B)可以看出PtNPs均勻包裹在MWCNTs表面，幾乎沒有發(fā) 現(xiàn)任何Pt顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象。從EDS可以測量出Pt-NH3-MWCNT中的Pt含量 為26wt。/。，與最初的理論含量(28wt%)非常接近，表明幾乎所有的PtNPs' 均沉積在了 MWCNTs上，且分散均勻。圖2 (C)為Pt-NH3-MWCNT的TEM 高分辨照片和電子衍射花樣，可以看出覆蓋在MWCNTs上的PtNPs為多晶。 圖2(D)為包裹在MWCNTs上的PtNPs顆粒尺寸分布，可以看出大部分PtNPs 尺寸為l-3nm，其平均顆粒直徑為1.9nm。
通過控制起始反應(yīng)時氯鉑酸和NH3-MWCNTs的比例，可以改變PtNPs 覆蓋在MWCNTs上的含量。如圖3所示，分別為10wt。/。、 20wt%、 28 wt% 含量的PtNPs在MWCNTs上的覆蓋情況(按起始原料計算)。PtNPs在 MWCNTs上的分散性均良好，且隨著Pt含量的增加，PtNPs的密度逐漸增加。 當(dāng)Pt含量增加至28 wt%， MWCNTs的側(cè)壁被PtNPs完全包裹(如圖3 (C))。 實(shí)施例2:
將原始多壁碳納米(MWCNTs)置于,3氣氛(體積>99%， 1 1/min)的管式 爐中，600°C下加熱3小時，得到NH3高溫預(yù)處理的MWCNTs。制備PtNP-NH3-MWCNT復(fù)合物的步驟如下。首先，將O.Olg的NH3-MWCNTs浸 沒在50ml3mM檸檬酸鈉水溶液中，超聲后攪拌，并抽濾、烘干得到覆蓋有' 檸檬酸鈉的MWCNTs。然后將10 ml 1 mM H2PtCl^Ci CH30H(甲醇體積含量 為4%)的混合物與上述覆蓋有檸檬酸鈉的MWCNTs混合在80°C的油浴鍋內(nèi) 冷凝回流90min，得到PtNP-MWCNT。制得的PtNP-NHrMWCNT復(fù)合材料 的TEM照片如圖4所示。PtNP均勻覆蓋在MWCNTs外壁上，其顆粒尺寸約 為10 ■。
實(shí)施例3:
將酸處理后的單壁碳納米(SWCNTs)置于皿3氣氛(體積>99%， 1 1/min) 的管式爐中，1000°C下加熱2小時，得到NH3高溫預(yù)處理的SWCNTs(記作 NH3-SWCNTs)。制備PtNP-NH3-SWCNT復(fù)合物的步驟如下。首先，將 NH3-SWCNTs浸沒在檸檬酸鈉水溶液中，超聲后攪拌，并抽濾、烘干得到覆 蓋有檸檬酸鈉的SWCNTs。然后將10 ml 2 mM H2PtCljn 90 ml CH3OH的混 合物與上述覆蓋有擰檬酸鈉的SWCNTs混合在80°C的油浴鍋內(nèi)冷凝回流90 min，得到PtNP-NH3-SWCNT。制得的PtNP-NH3-SWCNT復(fù)合材料的TEM 照片如圖5所示。PtNP均勻覆蓋在SWCNTs外壁上，其顆粒尺寸分布為2 — 4 nmQ
實(shí)施例4:
將5 wt。/。的Nafion溶液(全氟磺酸樹脂溶液，購于杜邦公司)用磷酸緩沖溶 液稀釋到0.5 wt%，然后將實(shí)施例1中制備的PtNP- NH3-MWCNT復(fù)合物分散 在1 ml 0.5 wt。/。的Nafion溶液中，并超聲4小時。然后將20 ^上述溶液分別 滴在玻碳電極上，并在室溫下干燥，制得各種修飾電極。
圖6為PtNP-NH3-MWCNT、原始MWCNTs和PtNPs修飾電極檢測20 mM Fe(CN),和0.2MKCl的穩(wěn)定循環(huán)伏安曲線(第三循環(huán))。伏安曲線上的氧化 峰和還原峰源于FeS+ZF^+氧化還原離子對。電活性表面積通常可以根據(jù) Randles-Sevcik公式推斷，公式如下
其中，Z)(為溶液中分子的擴(kuò)散系數(shù))，"(為參與氧化還原反應(yīng)的電子數(shù))， y(為電勢掃描速率)，C(為本體溶液中被探測分子的濃度)在本實(shí)驗(yàn)中均相同，' 那么電活性表面積^直接與峰電流強(qiáng)度爾成正比。從圖6可以發(fā)現(xiàn)PtNP-NH3-MWCNT修飾電極的峰電流值與原始MWCNTs修飾電極的峰電流 值之比約為2.2，表明PtNPs顆粒包裹MWCNTs后，其電活性表面積增加約 120%。對于PtNPs修飾電極，其電活性表面積很小，源于PtNPs的團(tuán)聚。
因?yàn)镠202是很多氧化酶反應(yīng)的產(chǎn)物，若用電極檢測H202顯示有優(yōu)異的電
催化特性，則意味著該電極在應(yīng)用于電流型氧化酶基生物傳感器中能夠提供 很好的信號傳輸。圖7為PtNP-NH3-MWCNT、原始MWCNTs和PtNPs修飾 電極檢測H202的循環(huán)伏安曲線(第三循環(huán))。原始MWCNTs和PtNPs修飾電 極的電流響應(yīng)很小，且其氧化/還原過電位較高。而Pt-NH3-MWCNTs修飾電 極的電流顯著增加，且具有更低的氧化/還原過電位，意味著其對H202具有更 好的電催化特性。Pt-NH3-MWCNTs顯著提高的電催化特性源于以下三點(diǎn) NH3-MWCNTs與PtNPs復(fù)合可以大大提高Pt顆粒的分散性，從而提高Pt顆 粒本身的電催化活性；MWCNTs本身優(yōu)異的電子傳輸可以提高 PtNP-NH3-MWCNT的電催化活性；高分散的PtNPs與MWCNTs的復(fù)合物， 比表面積大大增加，且其修飾電極的電活性表面積大大增加，從而增加了其 對H202的電催化特性。這種PtNP-NH3-MWCNT薄膜修飾電極可以提高電流 型酶生物傳感器的靈敏性，在生物傳感器中具有巨大的應(yīng)用潛力。 實(shí)施例5:
Pt-NH3-MWCNT薄膜修飾電極的電化學(xué)特性還表現(xiàn)在其對甲醇的氧化 上，可應(yīng)用作直接甲醇燃料電池的陽極。將5 wt。/。的Nafion溶液(全氟磺酸樹 脂溶液，購于杜邦公司)用磷酸緩沖溶液稀釋到0.5 wt%，然后將實(shí)施例1中制 備的PtNP- NH3-MWCNT復(fù)合物分散在1 ml 0.5 wty。的Nafion溶液中，并超 聲4小時。然后將20pl上述溶液分別滴在玻碳電極上，并在室溫下干燥，制. 得各種修飾電極。
圖8為Pt-NH3-MWCNTs、 Pt-Pristine MWCNTs、 Pt-HNOrMWCNTs和
Pt-C(商業(yè)購得)催化劑修飾電極對甲醇氧化的循環(huán)伏安曲線。上述四種復(fù)合物 的Pt含量均為20wt。/。(按起始原料計算)以方便比較。從循環(huán)伏安曲線可以 看出，PtNP-NH3-MWCNTs的峰電流強(qiáng)度最高，表明其電催化活性最好。電 催化活性的好壞不僅與PtNPs的尺寸和分布有關(guān)，還和MWCNTs的電子性能 相關(guān)。PtNP-Pristine-MWCNTs和PtNP-HN03-MWCNTs的PtNPs均有嚴(yán)重的 團(tuán)聚現(xiàn)象，因此，其電催化活性不高。其中，PtNP-HN03-MWCNTs的峰電流非常低，與Pt-C差不多，可能是因?yàn)闈庀跛釋WCNTs的預(yù)處理使得 MWCNTs的管壁和電子特性遭到破壞，從而降低了其電催化活性。從循環(huán)伏 安曲線我們還可以看到，往前掃描時的甲醇氧化陽極峰約在0.75 V，往回掃 描的陽極峰約位于0.58 V。這個回掃的陽極峰歸因于前掃時未完全氧化的含 碳物質(zhì)，如一氧化碳。前掃時的峰電流(If)與回掃時的峰電流(Ib)強(qiáng)度的 比值可用作描述催化劑對中間產(chǎn)物含碳物質(zhì)(如CO)積累的容忍能力，VIb 越高，表明越能很好的將甲醇氧化為C02。而這個容忍能力主要與PtNPs的 分散有關(guān)，分散性越好，容忍能力越高。從圖8可以計算，Pt-NH3-MWCNTs 的VIb值達(dá)到1.42，比其他三者均高，表明該電極能夠很好地將甲醇氧化為 C02。其他三者較低的VIb值均源于PtNPs是在MWCNTs或C基底上的團(tuán)聚 現(xiàn)象。
以上雖然對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但是本發(fā)明并不局限于上述 實(shí)施例，基于本發(fā)明的技術(shù)思想，可以有各種變形。例如，在上述實(shí)施例中 列舉的數(shù)值、原料、工序等不過是其一例，根據(jù)需要，即使使用不同與這些 的數(shù)值、原料、工藝等也可以。
權(quán)利要求
1、Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料，其特征在于碳納米管經(jīng)NH3高溫預(yù)處理，使碳納米管表面連接有正電荷的氨基基團(tuán)，Pt納米顆粒原位還原分布在由檸檬酸鈉覆蓋的碳納米管的外壁。
2、 按權(quán)利要求1所述的Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料，其特征在于所 述的碳納米管為單壁或多壁碳納米管。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料，其特征在 于隨Pt含量增加，鉑納米顆粒的密度增加，Pt納米顆粒增加至28wt%，則碳 米管側(cè)壁被鉑納米顆粒完全包裹。
4、 按權(quán)利要求1所述的Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料，其特征在于所 述的Pt納米顆粒是有氯鉑酸高溫分介而獲得的，獲得的Pt顆粒尺寸為l-15nm。
5、 制備如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料的 方法，其特征在于a) 將碳納米管置于NH3氣氛管式爐中于600-1000'C加熱得到碳納米管表 面連接有正電荷的氨基基團(tuán)；b) 步驟a制備的表面連接有氨基基團(tuán)的碳納米管浸泡在擰檬酸鈉水溶液 中，超聲后攪拌，并抽濾，烘干獲得覆蓋有檸檬酸鈉的碳納米管；c) 將氯鉑酸和甲醇的體積比為4%到90°/。的混合物與步驟2所得到的覆 蓋有檸檬酸鈉的碳納米管混合在80-9(TC的油浴鍋內(nèi)冷凝回流，制備成鉑納米 顆粒-碳納米管復(fù)合材料。
6、 按權(quán)利要求5所述的Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其 特征在于(1) 步驟a中所述的NH3氣氛為體積百分含量大于99%的NH3;(2) 步驟a中的管式爐的NH3氣流量為1L/min，加熱時間為2-3小時；(3) 步驟c中油鍋冷凝回流時間為90-100分鐘；(4) 步驟c中制備成Pt納米顆粒的大小與甲醇含量有關(guān)。
7、 權(quán)利要求1所述的Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于將所述的復(fù)合材料制備成薄膜修飾電極用于H202或甲醇檢測，顯示良好的電催化特性。
8、按權(quán)利要求7所述的Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征 在于所述的薄膜修飾電極的制作步驟是(1) 將質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%的全氟磺酸樹脂溶液用磷酸緩沖溶液稀釋到質(zhì) 量百分?jǐn)?shù)為0.5%的溶液；(2) 將權(quán)利要求1所述的Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料分散在步驟1 稀釋的lml溶液中，超聲4小時；(3) 每取步驟2的溶液20jil滴在玻碳電極上并室溫下干燥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種Pt納米顆粒-碳納米管復(fù)合材料、方法及其應(yīng)用，其特征在于是用氨氣進(jìn)行預(yù)處理碳納米管，并用氨氣預(yù)處理的碳納米管、檸檬酸鈉、氯鉑酸和甲醇為原料，將Pt納米顆粒原位還原在碳納米管外壁上。改變碳納米管與氯鉑酸的重量比、甲醇與檸檬酸鈉的比例，以及碳納米管的種類，可得到顆粒尺寸較小且分布均勻的Pt納米顆粒包裹碳納米管。將該復(fù)合材料分散在Nafion溶液中，滴在玻碳電極上自然干燥，可制得薄膜修飾電極。該電極對H₂O₂和甲醇氧化反應(yīng)的電催化性能良好。本方法工藝簡單，操作方便，所用原料廉價易得，在電化學(xué)生物傳感器和甲醇燃料電池中有很好的應(yīng)用前景，是適于工業(yè)生產(chǎn)的制備方法。
文檔編號B82B1/00GK101624171SQ20091005630
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者靜 孫, 婧 張, 濂 高 申請人:中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所