负载贵金属的碳纳米材料的制备
纳米科学通常指在纳米尺寸（l(T1Q-l(T7m)范围内认识自然、改 造自然并创造新物质、新结构、新材料、新器件及新系统的科学与技术（《碳纳 米材料》，刘吉平、孙洪强编著，科学出版社，2004年，第一章，书号：ISBN 7-03-010612-1)。由于具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应及宏观量子隧 道效应，纳米材料表现出许多独特的物理、化学性质，使其在电子、机械、医药、 能源、环保等领域有着广阔的应用前景，并可能在下一代技术革新中起着核心作 用。另外，以碳为主要骨架的有机物不但构筑了生命本身，而且使得这个世界多 姿多彩。为此，碳纳米材料的研究和进一步应用显得尤其重要。近年来发现或发 展起来的主要碳纳米材料有富勒烯、碳纳米管、碳纳米纤维、纳米金刚石、碳纳 米球、洋葱状及锥状碳纳米体。其中碳纳米管的出现更是使得纳米科学的研究方 兴未艾。碳纳米管可以认为是一种巻曲的石墨片结构。根据其组成的片层数，一 般分为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
本文目的是在不用任何外加还原剂或者特殊声、光、电处理的 情况下，将碳纳米材料与贵金属化合物溶液混合，直接制备出负载贵金属的碳纳米材料。具体技术方案如下：
1重量份的碳纳米材料或其表面改性体与0.1-10000重量份贵金属化合物在 0.1-50重量份水、有机溶剂或者水与有机溶剂的混合溶剂中混合，于0-15(TC下 搅拌5分钟至120小时后，经离心分离、干燥，得到负载贵金属的碳纳米材料， 其中混合溶剂中水与有机溶剂的体积比为1/0.1-1/1000。所用的碳纳米材料选自至少一个维度上为纳米级的碳微粒，碳纳米材料的表面改性体选自经过化学、超声波及等离子体处 理过的碳纳米材料，其中化学处理过的碳纳米材料包括用氧化剂如硝酸、硫酸、 高锰酸钾、过氧化氢及其混合物处理过的碳纳米材料，有机小分子、金属络合物、 表面活性剂价接或吸附的碳纳米材料，聚合物大分子接枝或吸附的碳纳米材料， 多肽、蛋白质、DNA、 RNA、多糖、纤维素分子联接或吸附的碳纳米材料或者其混合物。所用的贵金属化合物为金和钯的化合物。
根据此方案制备的负载贵金属的碳纳米材料，无需外加还原剂，成本低，反 应条件温和，工艺步骤少，可控性好，操作简单，适合实验室制备和大批量生产。 所制备的杂化纳米材料具有独特的催化、光学、电学、热学及力学性能，适宜做 高效催化材料，高强度特种材料、高性能膜材料、高强度纤维材料、吸波材料的 本体或添加剂，在纳米催化，电极，电池，特殊光学、电学、力学及能量吸收材 料等领域有着广泛的应用价值。