添加不同卤素阴离子所制备铂纳米粒子的照片
目前, 贵金属纳米粒子的合成方法报道最多的是溶液中的均相合成法, 即通过选择合适的贵金属前驱体盐、还原剂、表面活性剂、吸附剂和溶剂, 在水溶液或非水溶液中均相还原贵金属盐, 获得形貌、尺寸可控的纳米粒子. 如采用均相合成法已经制备出立方体、四面体、八面体、多角棒等多种形貌的PtNPs. 由于贵金属纳米粒子在实际应用中往往需要负载在固体材料表面, 如电化学催化研究中, Au、Pt纳米粒子必须分散在固体电极表面并形成良好的电接触. 因此, 均相还原法得到的贵金属纳米粒子还要通过物理或化学方法分散到固体表面.
电化学沉积法可以直接在导体材料表面制备金属纳米粒子, 是一种在固体表面大面积制备纳米粒子的简单、方便、快捷的方法. 采用电化学法制备形貌可控的贵金属纳米粒子已有成功的报道, 如Sun等在玻碳电极表面制备出高指数晶面包围的多面体Pt纳米晶, 我们通过引入沿电极分布的电位梯度, 发现了基底电位对Au纳米粒子形貌的影响规律, 并通过电位控制了主要产物的形貌. 但是, 与均相合成法相比, 电沉积法制备形貌可控的贵金属纳米粒子的研究报道较少, 仍有许多问题需要深入研究.
北京航空航天大学材料科学与工程学院刁 鹏等人在电化学沉积铂纳米粒子的过程中, 通过添加卤素阴离子, 可以显著地改变纳米粒子的形貌. 通过添加氯离子、溴离子和碘离子, 可以在导电基底上分别获得球形、片状及立方结构的铂纳米粒子. 对卤素阴离子影响电沉积铂纳米粒子形貌的原因进行了探讨. 研究了铂纳米粒子的电催化活性, 发现通过添加卤素阴离子制备得到的铂纳米粒子对于甲醇的电化学催化氧化表现出较低的电化学催化活性. 通过电化学氧化法全部或部分除去铂表面吸附的卤素阴离子后, 纳米粒子对甲醇的电化学催化氧化活性显著提高.