聚乙二醇水溶液中纳米钯微波合成与表征
摘 要:为防止纳米粒子发生团聚现象和沉降现象,在聚乙二醇的存在下,不加还原剂,微波辐射氯化钯水溶液,合成了纳米钯粒子。采用紫外可见吸收光谱、X射线衍射、透射电镜等技术对钯粒子的形貌进行了研究,考察了微波时间和聚乙二醇用量对纳米钯粒子形态的影响。结果表明,m(PEG400):m(PdCl2)=30时,微波功率300 W下反应30 min,得到单分散的纳米钯粒子,尺寸在10 nm左右。而且纳米钯的存在降低了基体聚乙二醇400的热稳定性。
关键词:聚乙二醇;纳米钯;微波;热稳定性
中图分类号:TQ325.7 文献标志码:A 文章编号:1672-1098(2014)03-0012-04
纳米材料在催化、光学、电学等性质方面具有显著的优越性能[1],而纳米钯作为储氢材料,多相催化材料等,被广泛应用于各领域而引起人们研究的极大兴趣[2-5]。但是由于纳米粒子的比表面积大,极易发生团聚现象和沉降现象,有效的解决办法是添加稳定剂来改善,如表面活性剂聚乙二醇、高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮及聚电解质等[6-9],稳定剂会吸附纳米粒子表面防止其聚集,对溶液中各种纳米粒子的形状进行控制,从而得到稳定的纳米粒子。
在前期工作的基础上,本课题组通过聚乙二醇作为分散剂,还原氯化钯水溶液,得到了均匀分散且粒径分布较窄的纳米钯粒子,但未探讨纳米钯粒子的生长过程。本文以前期工作为基础,采用紫外可见吸收光谱、X射线衍射、透射电镜等技术对钯粒子的形貌进行观察。研究了微波时间和聚乙二醇用量对纳米钯粒子形态的影响;并用热分析仪进一步研究了纳米钯粒子对基体聚乙二醇400热稳定性的影响。
1 实验方法
1.1 主要原料
氯化钯(PdCl2,A.R,陕西开达化学有限公司);聚乙二醇(PEG400,600,1 200,6 000,C.R,国药集团化学试剂有限公司);丙酮(CH3COCH3,A.R.,上海博河化学品有限公司)
1.2 试样制备
称取一定量的PdCl2溶解于40 mL蒸馏水,搅拌到完全溶解,加入一定量的PEG400,600,1 200,6 000,然后置于微波反应器(南京陵江科技开发有限责任公司,输出功率65~650 W可调)中,在300 W的功率下进行微波辐射30 min,取黑色悬浮液做紫外-可见光分析。称取一定量的PdCl2和PEG400,置于微波反应器中,在300 W的功率下进行微波辐射,每隔一段时间取少量悬浮液溶于丙酮,待做透射电镜。
1.3 表征及性能测试
把黑色纳米钯复合材料稀释后,取一滴液体滴在300目铜网上,待其干燥后在JEM-2010型高分辨透射电子显微镜(日本电子株式会社)上观察。将真空干燥的纳米钯复合材料置于LabX-6000型X-ray 衍射仪(日本岛津公司)的测试样品室中测试,采用Cu 靶Kα 线(λ=0.15418 nm),扫描范围2θ=30°~85°。用HCT-2型热分析联用仪(北京恒久科学仪器公司)对固体粉末样品进行测试,高纯N2恒定流率为60 mL·min-1,升温速率为10 ℃·min-1。
2 结果与讨论
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