一种铂纳米线的制备方法
一种铂纳米线的制备方法,其是将每毫克糜蛋白酶溶于0.5~1.0ml甘氨酸-盐酸缓冲溶液中,充分混匀后加入体积比为9~15%三氟乙醇,于20~30℃、转速为120~150r/min下空气摇床孵育45~50h,得到糜蛋白酶纤维悬液;按糜蛋白酶纤维悬液:氯铂酸的体积比=0.9~1:0.4~1加入氯铂酸,充分混匀后于10~20℃,80~100r/min下摇床孵育10~20h,再加入硼氢化钠或者二甲胺硼烷,进行还原,于10~20℃,80~100r/min下摇床孵育10~15h使反应完全,根据所加原料比例的不同即可得到直径15~34nm、长达微米的铂纳米线。本发明条件温和、环保、成本低、产量高、纳米线的可控性和稳定性高。
铂纳米晶因其独特的电子结构所表现出的催化性能在很多工业技术领域中如催化转换器,燃料电池,石油裂化等得到广泛应用。
由于铂价格高,资源稀少,目前人们对铂纳米晶尺寸和形貌的控制研究主要是为了在不影响铂性能的前提下降低铂用量,提高其性价比。
铂纳米晶的一维结构和零维结构相比,表现出如下优点:较高的长径比、较少的晶格缺陷、更小的晶格间距以及很高的表面原子数。此外由于结构上的各向异性,一维铂纳米线将会显著提高电子传输效率。上述这些优点使得铂在燃料电池催化剂方面得到卓越青睐。目前一维铂纳米线的制备方法主要是模板法,如“硬模板”法使用介孔氧化硅等;“软模板”法使用有机表面活性剂等。近几年来,“蛋白纤维模板法”逐步得到发展。所谓蛋白纤维也称为淀粉样蛋白纤维,最初是和人类一些疾病如阿尔茨海默氏症、帕金森病和传染性海绵状脑病淀粉样纤维有关,指的是蛋白质病变后形成不可溶解的纤维丝状聚合体,这些纤维丝状通常直径在5〜15nm,长度可达微米。这类蛋白变性形成的纤维具有非常高的物理和化学稳定性,能耐多种恶劣环境条件如高温、高压、强酸等;除此外,蛋白纤维上有很多活性位点,能与很多无机分子相互作用,这些优点使得蛋白纤维可作为一种优良的模板来定向可控生长无机纳米材料。Scheibel等(ProcNatl AcadSci, 2003, 100(8) :4527-4532)使用从酵母中提取出的Sup35p蛋白片段使其纤维化,并将其纤维分别与金和银纳米颗粒相连,得到了直径IOOnm的金和银纳米线;Longgaizhang等(J.Am. Chem. Soc, 2012,134(28) : 11326-11329)使用胰岛素纤维为模板成功合成了超细铂纳米线。使用糜蛋白酶纤维模板法制备一维纳米材料未见报道。