贵金属纳米材料的应用前景

  仅从名字上看,便知道贵金属具有着极高的经济价值。从古至今,稀有且天然的贵金属一直担任侧重要钱银的人物,其间最有名的铸币金属莫过于金(Au)和银(Ag)。但现在时代变迁,纳米技能的进步使得贵金属纳米资料具有了优异的催化性质、电性质、磁性质和光学性质,几乎在电子、化工、医药、能源、冶金、陶瓷等一切职业中都能见到它们活泼的身影。至于贵金属纳米资料从中饰演了什么人物,且看下文揭晓。

  贵金属纳米资料分类及使用

  序言中说到,贵金属纳米资料几乎使用于一切职业,但你需求知道,这些被使用的贵金属一般都是经过深加工的制品。所谓贵金属的深加工,是指将贵金属单质或化合物经过一系列的加工进程,使其物理或化学形态发生变化,成为更有使用价值的贵金属制品的进程。现在经过与纳米技能相结合,贵金属深加工的范围得到了拓宽,许多新的贵金属深加工产品也因而得以问世。

  贵金属纳米资料包括贵金属单质和化合物纳米粉体资料、贵金属新型大分子纳米资料和贵金属膜资料等几大类型。其间,贵金属的单质和化合物纳米粉体资料又可分为负载型和非负载型两类,是工业上使用最多的贵金属纳米资料。

  贵金属(金、银、铂、钯、钌、铑、锇和铱)及其亲戚(铼、铜、汞)的全家福

  一、贵金属单质和化合物纳米粉体资料

  1非负载型粉体

  包括银、金、钯和铂等贵金属单质的纳米粉体及氧化银等贵金属化合物纳米粉体两大类型。因为纳米粒子的外表效果能很强,使纳米粒子之间极易聚会,一般在制备进程中或得到粉体产品后,会用必定的保护剂(兼有涣散效果)包覆在颗粒外表。

  使用方面

  目前已产业化并在工业上得到使用的非负载型贵金属纳米粒子主要有纳米银粉、纳米金粉、纳米铂粉和纳米氧化银等。纳米金粉作为着色剂早已被用于威尼斯玻璃和彩色玻璃,含有纳米银粉的纱布可用于烧伤病人的治疗。目前,纳米银粉可代替超细银粉用于导电浆猜中,可削减银的用量降低本钱;纳米金属粒子用作油漆的着色剂时,异常亮光的涂层使得它在豪华型轿车和其它高级装修方面具有巨大的使用潜力。

  纳米金胶体在不同粒子尺度和浓度下表现出不同的色彩

  别的,用贵金属胶体制成的浆料具有更高的功能价格比,产品质量稳定,可用于开发新一代高功能电子产品,同时贵金属胶体本身还能够直接用于电子电路制造及电子封装技能,如贵金属Pd胶体可被制成色粉流体(Tonerfluid),用于电子电路制造和工艺品镀金。

  2负载型粉体

  贵金属的负载型纳米资料一般指将贵金属及其化合物的纳米粒子负载到必定的多孔性载体上得到的复合物,也有人将它归入贵金属复合资料。它具有两大长处:

  ①能够得到非常涣散和均匀的贵金属单质和化合物的纳米粉体资料,有效地避免贵金属纳米粒子之间的聚会;

  ②生产进程比非负载型简略,技能指标易操控。

  目前已生产并在工业上得到使用的负载型贵金属粉体有Ag,Au,Pt,Pd,Rh和它们相互之间以及它们与一些贱金属之间形成的合金纳米粒子。

  使用方面

  目前负载型贵金属纳米资料主要用作催化剂。因为贵金属纳米粒子尺度很小,比外表积很大,外表原子的键态和配位状况与与颗粒内部原子有很大差异,从而使贵金属颗粒外表的的活性方位大大增加,具有作为催化剂的基本条件。别的,贵金属特有的化学稳定性,使贵金属在制作成催化剂后具有特有的催化稳定性、催化活性和再生性。

  目前已研讨出多种化学合成工业中使用的高效纳米级贵金属催化剂,比方,载在沸石-1上的胶体Pt催化剂用于将烷烃转化成石油,载在碳上的胶体Ru可用于合成氨,Pt100-xAux胶体可用于n-丁烷氢解和同分异构化。贵金属(特别是Pt)纳米资料作为催化剂在燃料电池商业化中也起着至关重要的效果:因为1~10nmPt粒子具有的优异催化功能,用纳米级Pt制成燃料电池催化剂,不光催化功能得到进步,而且可削减贵金属用量,使得制备本钱得以大幅下降。

  别的,纳米级贵金属还将在氢能源开发中起关键效果。用纳米级贵金属催化剂分化水制氢是贵金属纳米资料开展的一个方向,目前已有多种途径用贵金属纳米资料催化制氢,如胶体Ir是水还原制氢的活性催化剂。

  尽管贵金属纳米资料的开展时间不算很长,但已显示出了微弱的开展态势,在现代工业、国防和高技能开展中占有侧重要位置。相信随着科技的进步及研讨的深入,贵金属纳米资料将能进一步降低本钱并扩展它的影响面,造福于民。