一种纳米银合金修饰基底及其制备方法和应用

文档序号:983305 发布日期:2020-11-06 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种纳米银合金修饰基底及其制备方法和应用 (Nano-silver alloy modified substrate and preparation method and application thereof ) 是由 熊宇杰 龙冉 刘敬祥 于 2020-08-06 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种纳米银合金修饰基底及其制备方法和应用,该方法包括以下步骤:S1、将银源、合金化搭配金属源和高分子类分散剂溶于溶剂中,得到混合溶液;S2、以导电基底作为阴极,以步骤S1所述混合溶液为电解液,施加电压,以电沉积的方式使含银纳米颗粒沉积在导电基底表面,得到表面沉积含银颗粒的基底;S3、将步骤S2所述表面沉积含银颗粒的基底在有保护气条件下进行煅烧,得到纳米银合金修饰基底。本发明所述电沉积能促进银合金纳米颗粒的均匀分布,而在保护气氛下煅烧能提高银合金的还原程度及增强银合金在基底上的稳固负载。本发明不仅能制备出性能稳定的纳米银合金修饰基底,而且工艺过程简单,适合工业化大规模生产及长期使用。(The invention provides a nano-silver alloy modified substrate and a preparation method and application thereof, wherein the method comprises the following steps: s1, dissolving a silver source, an alloying collocation metal source and a polymer dispersant in a solvent to obtain a mixed solution; s2, taking the conductive substrate as a cathode, taking the mixed solution obtained in the step S1 as electrolyte, applying voltage, and depositing silver-containing nano particles on the surface of the conductive substrate in an electrodeposition mode to obtain the substrate with the silver-containing particles deposited on the surface; s3, calcining the substrate with the silver-containing particles deposited on the surface in the step S2 under the condition of protective gas to obtain the nano silver alloy modified substrate. The electrodeposition of the invention can promote the uniform distribution of silver alloy nanoparticles, and the calcination under the protective atmosphere can improve the reduction degree of the silver alloy and enhance the stable load of the silver alloy on the substrate. The method can prepare the nano-silver alloy modified substrate with stable performance, has simple process, and is suitable for industrial large-scale production and long-term use.)

一种纳米银合金修饰基底及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及纳米贵金属制品合成技术领域,尤其涉及一种纳米银合金修饰基底及其制备方法和应用。

背景技术

银在生活中是一种十分常见的贵金属,与其他贵金属相比较为廉价,在生物医疗材料、杀菌材料、消毒材料、防腐材料等民用及军工领域应用十分普遍。传统银类抗菌剂与液体接触时会释放银离子(Ag+),Ag+带正电,可吸引带负电的微生物与之接触,接触后Ag+能抑制细胞壁主要成分肽聚糖的合成,使微生物细胞壁的完整性遭到破坏,致其死亡。且Ag+能进入微生物内部与代谢酶的巯基结合,影响细胞对糖类的分解。同时Ag+还可干扰核酸的合成与表达并破坏核酸,使微生物细胞失去繁殖能力并死亡。Ag+在杀死微生物后可从中游离,继续杀灭其他微生物,具有持久的杀菌消毒功能。

纳米银粒子抗菌剂的有效成分为粒径在1~100nm之间的纳米银微粒,纳米银粒子抗菌剂在使用时也会释放Ag+,因此纳米银粒子抗菌剂具有与传统银类抗菌剂基本相同的抗菌机理。此外,纳米银粒子具有显著的体积、表面效应,能吸附在微生物的表面,导致细胞膜形态变化,破坏细胞膜使细胞质流出,从而杀灭微生物。某些纳米银粒子可进入细菌细胞中,在光照条件下催化细胞中的水,产生强氧化性的活性氧(ROS),使细胞中抗氧化/氧化之间的平衡状况被打破,产生氧化应激反应,导致细菌死亡。纳米银粒子还能破坏细菌细胞中的核酸与线粒体,使细菌的脱氧核糖核酸(DNA)链断裂,导致细菌难以获取能量而死亡。

相比于一种抗生素仅可以杀死几种病原体,纳米银能杀死包括真菌、霉菌和细菌等在内的几百种微生物。研究发现:银对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都具有良好的杀菌消毒效果,例如沙眼衣原体、***、耐药病原菌等。银具有强力杀菌消毒性:650种微生物可以被纳米银在几分钟内杀死。纳米银无耐药性:粒径10nm以内的纳米银可以迅速杀死细菌,而且经过纳米银作用后的细菌生产的下一代无耐药性,避免了因耐药性的原因而导致的抗菌效果不佳。

其中,过往的研究也揭示了,通过利用钯与银形成合金材料,能够大大地提高银材料的杀菌消毒性能。目前,银钯负载产品的制备方法主要包括沉积法与电沉积法等。例如,公开号为CN 105473768 A的中国专利文献公开了一种银-钯合金的沉积方法,该方法通过循环伏安来沉积银钯颗粒,并把银钯颗粒负载到导电材料上。这样的制备方法虽然能均匀沉积银钯合金,但是负载的银钯颗粒并不能紧密的与基材接触,在实际使用过程中较容易从基材上掉落,导致降低产品的使用寿命。

发明内容

有鉴于此,本申请提供一种纳米银合金修饰基底及其制备方法和应用,通过本发明方法所制备的纳米银合金修饰基底具有优异的稳定性,使用寿命较长,利于应用。

本发明提供一种纳米银合金修饰基底的制备方法,包括以下步骤:

S1、将银源、合金化搭配金属源和高分子类分散剂溶于溶剂中,得到混合溶液;

S2、以导电基底作为阴极,以步骤S1所述混合溶液为电解液,施加电压,以电沉积的方式使含银纳米颗粒沉积在导电基底表面,得到表面沉积含银颗粒的基底;

S3、将步骤S2所述表面沉积含银颗粒的基底在有保护气条件下进行煅烧,得到纳米银合金修饰基底。

优选地,步骤S1中,所述银源和合金化搭配金属源均为水溶性物质,所述高分子类分散剂选自葡萄糖和PVP中的一种或多种,溶于酸性水溶液中,得到混合溶液。

优选地,步骤S1中,所述银源为硝酸银,所述溶剂为硝酸溶液;所述混合溶液中硝酸银的浓度为0.5~5mM,所述硝酸的浓度为0.05~0.2M;所述高分子类分散剂的浓度为0.1~1mM。

优选地,步骤S2中,所述导电基底在使用前,分别采用无水乙醇、丙酮、水各超声清洗。

优选地,步骤S2中,所述电沉积电压为0.5~3V,所述电沉积时间优选为10~120s。

优选地,步骤S3中,所述保护气为氩气和氢气混合气,氢气所占体积比为1~10%,气流速度为0.005~50升/分钟。

优选地,步骤S3中,所述煅烧温度为350~650℃,煅烧时间为0.5~3h。

优选地,所述导电基底为不锈钢片,所述合金化搭配金属源为钯源。

本发明提供一种纳米银合金修饰基底,由前文所述的制备方法制得。

本发明提供如前所述的纳米银合金修饰基底在制备含银功能性产品中的应用。

本发明提供的纳米银合金修饰基底的制备方法采用银源、合金化搭配金属源、葡萄糖等分散剂溶液作为电解液,然后通过电沉积的方式将银、合金化搭配金属颗粒沉积到导电基底的表面,从而得到表面沉积银、钯等合金化搭配金属颗粒的基底,再将该电沉积后的基底在一定温度下煅烧一定时间,从而得到纳米银合金修饰基底。在本发明中,通过对所述电解液中银源等成分的含量进行调整,可以控制最终制得的银合金中银、其他金属的含量,通过对所述电沉积的电压、时间进行调整,可以控制最终制得的银合金的颗粒尺寸及沉积量。此外,本发明所述电沉积能够促进银合金纳米颗粒的均匀分布,而在保护气氛下煅烧能够提高银合金的还原程度以及增强银合金在导电基底上的稳固负载。由此可见,本发明不仅能够制备出性能稳定的纳米银合金修饰基底,而且工艺过程简单、生产效率高、能耗低,适合工业化大规模生产以及长期使用。

附图说明

图1为本发明中实施例1所制备的纳米银钯合金修饰不锈钢片的形貌照片;

图2为本发明中实施例1-2和对比例1所制备的产品的X射线衍射图谱;

图3为本发明中实施例1所制备的纳米银钯合金修饰不锈钢片在摩擦测试前后的光学照片;

图4为本发明中实施例2所制备的纳米银钯合金修饰不锈钢片的形貌照片;

图5为本发明中实施例3所制备的纳米银钯合金修饰不锈钢片的扫描电镜照片;

图6为本发明中实施例4所制备的纳米银钯合金修饰不锈钢片的扫描电镜照片;

图7为本发明中对比例1所制备的处理后不锈钢片的形貌照片;

图8为本发明中对比例2所制备的产品在摩擦测试前后的光学照片;

图9为本发明中对比例3所制备的产品的扫描电镜照片。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种纳米银合金修饰基底的制备方法,包括以下步骤:

S1、将银源、合金化搭配金属源和高分子类分散剂溶于溶剂中,得到混合溶液;

S2、以导电基底作为阴极,以步骤S1所述混合溶液为电解液,施加电压,以电沉积的方式使含银纳米颗粒沉积在导电基底表面,得到表面沉积含银颗粒的基底;

S3、将步骤S2所述表面沉积含银颗粒的基底在有保护气条件下进行煅烧,得到纳米银合金修饰基底。

通过本发明方法所制备的纳米银合金修饰基底具有优异的稳定性,使用寿命较长;并且本发明工艺过程简单、生产效率高、能耗低,适合工业化大规模生产。

本发明实施例将银源、合金化搭配金属源、高分子类分散剂加入溶剂中,并搅拌溶解均匀,从而得到作为电解液的混合溶液。其中,所述银源为后续修饰的合金成分中银的来源物质,例如银盐,优选为硝酸银等水溶性物质。而所述合金化搭配金属源即为与银搭配形成合金的其他金属前体物质,例如贵金属、过渡金属等盐类,优选为水溶性物质。在本申请的优选实施例中,所述银源为硝酸银,所述合金化搭配金属源为硝酸钯,最终可形成性能优异的银钯合金。

并且,本发明实施例电解液中必须添加所述高分子类分散剂,否则所形成的银合金无法均匀的分散。在本发明中,所述高分子类分散剂可选自葡萄糖和PVP(聚乙烯吡咯烷酮)中的一种或多种,优选添加少量的葡萄糖起到分散作用,采用市售产品即可。

具体地,本发明优选将硝酸银、硝酸钯、葡萄糖溶于硝酸等酸性溶液中,搅拌均匀,从而得到电解液。在本发明的优选实施例中,所述电解液中,硝酸的浓度为0.05~0.2M,例如0.05M、0.1M等;硝酸银的浓度为0.5~5mM,硝酸钯的浓度可为0.5~5mM;葡萄糖等高分子类分散剂的浓度为0.1~1mM。本发明实施例可通过对所述电解液中硝酸银、硝酸钯、葡萄糖的含量进行调整,控制最终制得的银钯合金中银、钯的含量。

本发明实施例将导电基底作为阴极,优选以相同材料做阳极(例如,如果阴极是不锈钢片,对电极也是不锈钢片),浸于上述得到的电解液中,加电压,以电沉积的方式使含银纳米颗粒沉积在导电基底的表面,再用水(优选为去离子水)冲洗数遍,得到表面沉积含银颗粒的基底。其中,本发明所述导电基底是导体,根据不同产品应用可为多种不同导体成分、形状和尺寸规格。在本发明的优选实施例中,所述导电基底为不锈钢片,其稳定性等方面有一定优势;进一步地,本发明最终可制备纳米银钯合金修饰不锈钢片。

另外,所述导电基底在使用前,优选分别采用无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗至少一遍,每次超声清洗时间可为1~30min,利于产品性能。

在本发明的一些实施例中,通过电沉积的方法将银、钯颗粒沉积到不锈钢片的表面,从而得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片;通过对所述电沉积的电压、时间进行调整,可以控制最终制得的银钯合金的颗粒尺寸及沉积量等。在本发明中,所述电沉积电压优选为0.5~3V,更优选为1~2.5V,进一步优选为1.5V;所述电沉积时间优选为10~120s,更优选为15~100s,进一步优选为20~60s。

本发明实施例可将所述表面沉积含银颗粒的基底置于管式炉内进行煅烧,所述煅烧过程优选以氩气、氢气混合气为保护气,从而得到纳米银合金修饰基底。在本发明的具体实施例中,所述的电沉积能够促进银钯合金纳米颗粒的均匀分布,而在氢氩气氛下煅烧能够提高银钯合金的还原程度(可使银、钯被完全还原),以及增强银钯合金在不锈钢片等基底上的稳固负载;如果仅通过电沉积,所负载的纳米银钯合金在基底上比较松弛,容易脱落,不利于应用。

在本发明实施例的氮气和氢气混合保护气中,氢气所占体积比优选为1~10%,更优选为5~10%;气流速度可为0.005~50升/分钟,优选为0.5~40升/分钟。所述煅烧温度优选为350~650℃,更优选为360~650℃,进一步优选为450~650℃;煅烧时间优选为0.5~3h,更优选为1~2.5h。

本发明提供了一种纳米银合金修饰基底,由前文所述的制备方法制得。本发明不仅能够制备得到纳米银钯合金修饰不锈钢片等产品,而且工艺过程简单、生产效率高、能耗低,适合工业化大规模生产。

此外,本发明还提供了如前所述的纳米银合金修饰基底在制备含银功能性产品中的应用。具体应用例如:以银作为抗菌源的各种抗菌金属制品,或者纳米银合金起到催化等作用的制品。

在本发明的具体实施例中,所制备的纳米银合金修饰基底为纳米银钯合金修饰不锈钢片,即不锈钢片上负载有呈纳米颗粒的银钯合金。其中,通过X射线衍射图谱,修饰后不锈钢片在43.5°、50.3°以及74.5°有三个衍射峰,还展现了银钯合金在40.3°与64.8°的衍射峰,即银钯合金在不锈钢片上有效负载。所述的基底上银钯合金颗粒尺寸可为50nm-150nm,呈现一定银钯合金的颜色,或者对基底颜色影响较小,有利于产品的直接应用。

为了进一步理解本申请,下面结合实施例对本申请提供的纳米银合金修饰基底及其制备方法和应用进行具体地描述。但是应当理解,这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制,本发明的保护范围也不限于下述的实施例。

以下实施例中,所涉及的葡萄糖是市售产品:灼烧残渣≤0.05%,酸度≤0.12,干燥失重7.5~9.1%。

所使用的不锈钢片为316不锈钢片,成分如下:

C≤0.08%,Si≤1%,Mn≤2%,P≤0.045%,S≤0.03%,Ni:10.0%~14.0%,Cr:16.0%~18.0%,Mo:2.00%-3.00%。

实施例1

一种纳米银钯合金修饰不锈钢片的制备方法,包括以下步骤:

步骤A1、将0.017g硝酸银、0.023g硝酸钯、0.018g葡萄糖加入100mL0.1M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压1.5V,沉积时间为0.5min,以电沉积的方式使银、钯纳米颗粒沉积在不锈钢片的表面,再以去离子水冲洗数遍,得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片;

步骤C1、将步骤B1所述表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片置于管式炉内,并向管式炉内通入氩气、氢气混合气作为保护气进行煅烧,其中氢气的体积比为10%,气流速度为0.5L/min,在450℃下煅烧60min,从而得到纳米银钯合金修饰不锈钢片。

图1为本实施例所制备的纳米银钯合金修饰基底的照片,其中(a)为光学照片,(b)为扫描电镜照片。由(a)可以看出,本实施例制备的产品在镀上纳米银钯合金后,还是呈不锈钢的亮银色,表明了适当的负载纳米银钯合金,能够降低不锈钢片上形成的黑色膜,有利于产品的直接应用。由(b)可知,本实施例所制备的银钯合金颗粒尺寸约为50nm,展现出了在不锈钢片上的均匀分布,这样的均匀分布有利于为产品在应用中提供活性位点。

图2为本实施例所制备的产品的X射线衍射图谱,可见修饰后不锈钢片在43.5°、50.3°以及74.5°的三个衍射峰之外,本实施例的产品还展现了银钯合金在40.3°与64.8°的衍射峰,证明了银钯合金在不锈钢片上的有效负载。

由于一些真实使用场景中要兼顾效果以及不锈钢的原始外观,本发明实施例确保银钯合金催化剂在不锈钢表面负载一层,降低催化剂颜色(黑色)对不锈钢片外观的影响,也能保证在低浓度下起作用。

随后,对本实施例所得的纳米银钯合金负载的不锈钢片进行摩擦测试,采用直径为1cm的圆头PVC,来回摩擦5次。从图3((a)为摩擦测试前的光学照片、(b)为摩擦测试后的光学照片)中发现到,在摩擦后,不锈钢表面的银钯合金层并没有明显的变化,表明了通过实施例1所得产品,纳米银钯合金在不锈钢片上的负载较为牢固。

实施例2

一种银钯合金修饰不锈钢片的制备方法,步骤如下:

步骤A1、将0.017g硝酸银、0.023g硝酸钯、0.018g葡萄糖加入100mL0.1M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压1.5V,沉积时间为0.25min,以电沉积的方式使银、钯纳米颗粒沉积在不锈钢片的表面,再以去离子水冲洗数遍,得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片;

步骤C1、将步骤B1所述表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片置于管式炉内,并向管式炉内通入氩气、氢气混合气作为保护气进行煅烧,其中氢气的体积比为10%,气流速度为0.5L/min,在450℃下煅烧60min,从而得到纳米银钯合金修饰不锈钢片。

图4为本实施例所制备的纳米银钯合金修饰基底的照片,其中(a)为光学照片,(b)为扫描电镜照片。由(a)可以看出,本实施例制备的产品在镀上银钯合金后,还是呈不锈钢的亮银色,表明了采用与实施例1类似制备方法但是减少电镀时间的情况下,其肉眼可见的颜色并没有明显的变化。由(b)可知,本实施例所得的产品上银钯合金纳米颗粒的尺寸同样约为50nm,但并没有有效的覆盖在不锈钢表面,可能影响其催化、抗菌等性能。

根据图2中本实施例所制备的产品的X射线衍射图谱,可见修饰后不锈钢片在43.5°,50.3°以及74.5°的三个衍射峰之外,本实施例的产品还展现了较弱的银钯合金在40.3°与64.8°的衍射峰,表明其表面的银钯合金较少,对不锈钢表面功能性效果的促进程度较低。

实施例3

一种纳米银钯合金修饰不锈钢片的制备方法,包括以下步骤:

步骤A1、将0.017g硝酸银、0.023g硝酸钯、0.018g葡萄糖加入100mL0.1M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压3V,沉积时间为0.5min,以电沉积的方法使银、钯纳米颗粒沉积在不锈钢片的表面,再以去离子水冲洗数遍,得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片;

步骤C1、将步骤B1所述表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片置于管式炉内,并向管式炉内通入氩气、氢气混合气作为保护气进行煅烧,其中氢气的体积比为10%,气流速度为0.5L/min,在450℃下煅烧60min,从而得到纳米银钯合金修饰不锈钢片。

图5为本实施例所制备的纳米银钯合金修饰基底的扫描电镜照片,可以看出,本实施例所制备的银钯合金颗粒尺寸范围为50-150nm,相较于实施例1,银钯合金颗粒在不锈钢片上的负载量明显增大。

实施例4

一种纳米银钯合金修饰不锈钢片的制备方法,包括以下步骤:

步骤A1、将0.034g硝酸银、0.046g硝酸钯、0.018g葡萄糖加入100mL0.1M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压1.5V,沉积时间为0.5min,以电沉积的方法使银、钯纳米颗粒沉积在不锈钢片的表面,再以去离子水冲洗数遍,得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片;

步骤C1、将步骤B1所述表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片置于管式炉内,并向管式炉内通入氩气、氢气混合气作为保护气进行煅烧,其中氢气的体积比为10%,气流速度为0.5L/min,在450℃下煅烧60min,从而得到纳米银钯合金修饰不锈钢片。

图6为本实施例所制备的纳米银钯合金修饰基底的扫描电镜照片,可以看出,本实施例所制备的银钯合金颗粒尺寸约为50nm,展现出了在不锈钢片上的均匀分布。

实施例5

一种纳米银钯合金修饰不锈钢片的制备方法,包括以下步骤:

步骤A1、将0.017g硝酸银、0.023g硝酸钯、0.018g葡萄糖加入100mL0.1M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压1.5V,沉积时间为0.5min,以电沉积的方法使银、钯纳米颗粒沉积在不锈钢片的表面,再以去离子水冲洗数遍,得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片;

步骤C1、将步骤B1所述表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片置于管式炉内,并向管式炉内通入氩气、氢气混合气作为保护气进行煅烧,其中氢气的体积比为10%,气流速度为0.5L/min,在650℃下煅烧60min,从而得到纳米银钯合金修饰不锈钢片。

实施例6

一种纳米银钯合金修饰不锈钢片的制备方法,包括以下步骤:

步骤A1、将0.017g硝酸银、0.023g硝酸钯、0.018g葡萄糖加入100mL0.1M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压1.5V,沉积时间为0.5min,以电沉积的方法使银、钯纳米颗粒沉积在不锈钢片的表面,再以去离子水冲洗数遍,得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片;

步骤C1、将步骤B1所述表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片置于管式炉内,并向管式炉内通入氩气、氢气混合气作为保护气进行煅烧,其中氢气的体积比为10%,气流速度为0.5L/min,在450℃下煅烧120min,从而得到纳米银钯合金修饰不锈钢片。

实施例7

一种纳米银钯合金修饰不锈钢片的制备方法,包括以下步骤:

步骤A1、将0.017g硝酸银、0.023g硝酸钯、0.036g葡萄糖加入100mL0.1M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压1.5V,沉积时间为0.5min,以电沉积的方法使银、钯纳米颗粒沉积在不锈钢片的表面,再以去离子水冲洗数遍,得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片;

步骤C1、将步骤B1所述表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片置于管式炉内,并向管式炉内通入氩气、氢气混合气作为保护气进行煅烧,其中氢气的体积比为10%,气流速度为0.5L/min,在450℃下煅烧60min,从而得到纳米银钯合金修饰不锈钢片。

实施例8

一种纳米银钯合金修饰不锈钢片的制备方法,包括以下步骤:

步骤A1、将0.017g硝酸银、0.023g硝酸钯、0.018g葡萄糖加入100mL0.05M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压1.5V,沉积时间为0.5min,以电沉积的方法使银、钯纳米颗粒沉积在不锈钢片的表面,再以去离子水冲洗数遍,得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片;

步骤C1、将步骤B1所述表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片置于管式炉内,并向管式炉内通入氩气、氢气混合气作为保护气进行煅烧,其中氢气的体积比为10%,气流速度为0.5L/min,在450℃下煅烧60min,从而得到纳米银钯合金修饰不锈钢片。

对比例1

不锈钢片的处理方法,步骤如下:

步骤A1、将0.018g葡萄糖加入100mL 0.1M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压1.5V,沉积时间为0.5min,再以去离子水冲洗数遍;

步骤C1、将步骤B1所述的不锈钢片置于管式炉内,并向管式炉内通入氩气、氢气混合气作为保护气进行煅烧,其中氢气的体积比为10%,气流速度为0.5L/min,在450℃下煅烧60min,从而得到处理后不锈钢片。

图7为本对比例所制备的处理后不锈钢片的照片,其中(a)为光学照片,(b)为扫描电镜照片。由(a)可以看出,本对比例制备的产品展现了不锈钢的亮银色。由(b)可知,本对比例所得产品表面较为光滑并没有纳米颗粒的存在。

根据图2中本对比例所制备的产品的X射线衍射图谱,仅展现了不锈钢片在43.5°,50.3°以及74.5°的三个衍射峰。

对比例2

一种纳米银钯合金修饰不锈钢片的制备方法,包括以下步骤:

步骤A1、将0.017g硝酸银、0.023g硝酸钯、0.018g葡萄糖加入100mL0.1M的硝酸溶液中,并搅拌溶解,从而得到电解液;

步骤B1、将不锈钢片分别以无水乙醇、丙酮、去离子水各超声清洗一遍,每次超声清洗时间为15min;然后将不锈钢片作为阴极浸于步骤A1所述电解液中,加电压1.5V,沉积时间为0.5min,以电沉积的方法使银、钯纳米颗粒沉积在不锈钢片的表面,再以去离子水冲洗数遍,得到表面沉积银、钯颗粒的不锈钢片。

参考实施例1的摩擦测试,对本对比例获得的银钯合金负载的不锈钢片进行测试。从图8((a)为摩擦测试前的光学照片、(b)为摩擦测试后的光学照片)中发现到,在摩擦过后,不锈钢表面的银钯合金层明显脱落,表明了通过电化学法负载的纳米银钯在不锈钢片上比较松弛。

对比例3

按照实施例1进行制备,区别仅在于不加入葡萄糖。表面形貌参见图9,可以看出,本对比例所制备的银钯合金颗粒尺寸范围为50-150nm,相较于实施例1,银钯合金颗粒在不锈钢片上的分布明显变差。

由以上实施例可知,本发明实施例采用银源、钯源、葡萄糖等分散剂溶液作为电解液,然后通过电沉积的方式将银、钯颗粒沉积到不锈钢片基底的表面,从而得到表面沉积银、钯等合金化搭配金属颗粒的基底,再将该电沉积后的基底煅烧,从而得到纳米银合金修饰基底。本发明实施例通过对所述电解液中银源等成分的含量进行调整,可以控制最终制得的银合金中银、其他金属的含量;通过对所述电沉积的电压、时间进行调整,可以控制最终制得的银合金的颗粒尺寸及沉积量等。此外,本发明所述电沉积能够促进银合金纳米颗粒的均匀分布,而在保护气氛下煅烧能够提高银合金的还原程度以及增强银合金在导电基底上的稳固负载。本发明不仅能够制备出性能稳定的纳米银合金修饰基底,而且工艺过程简单、生产效率高、能耗低,适合工业化大规模生产以及长期使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于使本技术领域的专业技术人员,在不脱离本发明技术原理的前提下,是能够实现对这些实施例的多种修改的,而这些修改也应视为本发明应该保护的范围。

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