本發(fā)明涉及金屬合金技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種管狀Ni-Pt納米合金的制備方法。

背景技術(shù)：

一般的，金屬合金納米材料具有一定的前瞻性和廣闊的應(yīng)用前景。通常是細(xì)微顆粒形成存在，由于具有較高的表面積，自由能較大，在使用過(guò)程中很容易團(tuán)聚，導(dǎo)致催化劑失活。因此科研工作者一直在致力于金屬納米管的研究，通過(guò)不同的方法已經(jīng)成功制備了不同的單一金屬納米管。理想的兩種或兩種以上合金取決于這幾種金屬的表面方向性，以及晶體表面的單一性等。同時(shí)，在制備金屬材料過(guò)程中，不同金屬材料所需要的還原劑、反應(yīng)溫度以及不同金屬在還原過(guò)程中的還原速率也各不相同，因此，既要同時(shí)形成兩種金屬又要保持納米管的形貌是一直具有挑戰(zhàn)性的研究課題。

化學(xué)鍍技術(shù)具有鍍層結(jié)構(gòu)均勻，設(shè)備簡(jiǎn)單，結(jié)合力和防腐能力強(qiáng)和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)可以通過(guò)改變氧化還原反應(yīng)的條件來(lái)調(diào)控鍍層金屬的結(jié)構(gòu)和形貌。此外，化學(xué)鍍存在廢液排放少，而且成本較低，效率很高，在很多應(yīng)用方面比電鍍表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能，已成為一種新型的環(huán)保型表面處理工藝。

美國(guó)專利（US2016276280A1）介紹了一種以銅為基底超薄多層金屬納米合金材料。銅合金為其合金材料提供應(yīng)力遷移阻力和介電層力制備鎢/銅合金和/銅合金。此方法要求的制備條件相對(duì)比較復(fù)雜，具有一定的應(yīng)用局限性。

俄羅斯專利（RU2015110737A）介紹了一種依附在鈦-鋁合金上形成晶體納米多孔氧化物的方法。此方法設(shè)計(jì)到電鍍技術(shù)，通過(guò)制備鈦-鋁合金粉末，并清洗，干燥，經(jīng)陽(yáng)極處理形成納米多孔表面氧化物。電鍍效果好，但耗用成本較高，且電鍍不均勻，需開(kāi)發(fā)一種成本低，鍍法均勻且高效的方法。

美國(guó)專利（WO2016176509A1）介紹了一種鐵磁性記憶合金納米促動(dòng)器，涉及到合金領(lǐng)域。通過(guò)彈性變形和壓縮狀態(tài)的磁場(chǎng)制備形成螺旋狀金屬記憶合金。一方面以磁鐵為主，另一方面配上不同的金屬來(lái)提供配體結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)癌癥細(xì)胞的靶向治療。此方法具有重要的研究意義，相對(duì)制備條件復(fù)雜，成本較高，可控性較差。

公開(kāi)號(hào)為CN1926254A的中國(guó)專利介紹了一種Ni-Pt合金和Ni-Pt合金靶。以電化學(xué)方式熔化3N級(jí)別的原料Ni的工藝；以氨水中和該電解浸漬出的溶液的工序；使用活性炭過(guò)濾除去雜質(zhì)的工序；通入二氧化碳?xì)怏w生成碳酸鎳，在還原性氣氛下制造高純度的Ni粉的工序；以酸浸漬3N級(jí)別的原料Pt的工序；通過(guò)電解浸蝕出的溶液制造高純度電析Pt的工序；熔化如上制造出的高純度Ni粉和高純度電析Pt的工序。本發(fā)明提供了Ni-Pt合金錠的硬度降低而可軋制，并穩(wěn)定高效地制造軋割制靶的技術(shù)。此方法操作復(fù)雜，成本高，不環(huán)保，有待于開(kāi)發(fā)聚合物原料。

公開(kāi)號(hào)為CN103721707A的中國(guó)專利介紹了一種中空Pt和Pt合金催化劑的制備方法。制備中空鉑或鉑-合金催化劑的方法，然后將鉑或鉑-合金涂層沉積到所述低熔點(diǎn)金屬納米顆粒上，以形成鉑或鉑-合金涂覆的顆粒。然后除去所述低熔點(diǎn)金屬納米顆粒，以形成多個(gè)中空鉑或鉑-合金顆粒。此方法選用了金屬納米顆粒為模板，成本高，不環(huán)保，有待于開(kāi)發(fā)聚合物原料。

公開(kāi)號(hào)為CN105478141A的中國(guó)專利介紹了一種Pt納米合金催化劑及其制備方法和用途。以活性組分供體和載體作為Pt化合物和Cu的化合。此方法制備過(guò)程簡(jiǎn)單、催化活性高、可循環(huán)使用、產(chǎn)物易于分離、對(duì)環(huán)境污染小。相對(duì)選擇活性炭最為載體具有一定的突破，但是制備形貌可控的金屬合金仍有待于研究。

公開(kāi)號(hào)CN184777203A的中國(guó)專利介紹了Pt-Ni合金納米管陣列電極的制備方法及在無(wú)酶葡萄糖傳感器的應(yīng)用。以Ni納米線陣列為模板，采用電流置換法制備Pt-Ni合金納米管陣列電極。將多孔模板的其中一面噴金處理，多孔模板包括AAO模板和PC模板通過(guò)導(dǎo)電銀膠固定在電極表面，使用絕緣橡膠封住模板周?chē)?；在多孔模板?nèi)電沉積制備N(xiāo)i納米線，然后去除模板得到Ni納米線陣列電極，采用電流置換法制備Pt-Ni合金納米管陣列電極，前驅(qū)體溶液為氯鉑酸或氯鉑酸鉀。并應(yīng)用于葡萄糖傳感器。此方法選用了金屬為模板，不環(huán)保，有待于開(kāi)發(fā)聚合物原料。

公開(kāi)號(hào)CN105798326A的中國(guó)專利介紹了一種銀-鉑雙金屬空心納米球，其制備方法及應(yīng)用。此方法利用液相法一步合成了銀-鉑雙金屬空心納米球，其形貌為納米空心球狀，納米空心球形狀完整，大小均一，銀和鉑共同作為空心球殼的成分，各組分分布均勻。此方法操作簡(jiǎn)單，周期短，合成效率高，重復(fù)性好，且對(duì)環(huán)境綠色無(wú)污染，應(yīng)用在燃料電池催化劑，藥物載運(yùn)，氣體傳告和高效催化領(lǐng)域。然而，有待于通過(guò)簡(jiǎn)單的制備方法開(kāi)發(fā)一種還原性相差較大的兩種金屬合金材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種管狀Ni-Pt納米合金的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，該管狀Ni-Pt納米合金的制備方法是：以對(duì)苯二甲酸乙二酯聚合物為模板，經(jīng)紫外照射、溶液刻蝕形成孔基底，通過(guò)敏化溶液敏化、活化溶液活化形成金屬成核中心，在化學(xué)Ni鍍液和Pt鍍液混合后加入處理后的模板，隨后加入還原液，在常溫下反應(yīng)0.5～3h，去除聚合物模板后，得到管狀Ni-Pt納米合金材料。

該方法具體是：以對(duì)苯二甲酸乙二酯作為模板，在30～60 ℃下1～3M摩爾濃度的氫氧化鈉溶液下刻蝕10～30 min，隨后分別對(duì)其正反兩面進(jìn)行紫外燈輻射5～30 min，再在二甲基甲酰胺DMF溶劑中浸漬5～30 min；

在由SnCl₂ 50～200 mg，90%-98wt%乙醇1～10 mL，標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的三氟乙酸10～100uL，去離子水1～20 mL混合而成的敏化溶液中浸漬5～30 min；

再在由PdCl₂ 100～500mg，去離子水 1～50mL，NaCl 10～100mg混合而成的活化溶液中浸漬5～20 min；

將處理后的薄膜模板放入：由硫酸鎳40mg；亞氨基二乙酸30 mg；32 wt%的NaOH溶液30 μL混合而成的 Ni鍍液，以及由K₂PtCl₄溶液10 mg；標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的乙二胺134 μL；去離子水5 mL 混合而成的Pt鍍液兩者的混合化學(xué)鍍液中，向放入薄膜模板的混合化學(xué)鍍液中加入由40%-80wt%水合肼20 μL和去離子水1 mL混合而成的還原液，常溫下反應(yīng)0.5～3h，去除聚合物模板后，得到管狀Ni-Pt納米合金材料。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是：

該管狀Ni-Pt納米合金的制備方法選用一種常見(jiàn)的聚合物對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜為原料，經(jīng)過(guò)離子刻蝕敏化活化法刻蝕出孔結(jié)構(gòu)，再經(jīng)不同的化學(xué)鍍液，以及相同的金屬還原劑，在常溫下簡(jiǎn)單，高效的制備出具有管狀Ni-Pt納米合金，拓寬金屬納米材料的形貌可控性及應(yīng)用領(lǐng)域。

金屬能否高效合理的施鍍到聚合物上與模板刻蝕、敏化、活化過(guò)程有很大的關(guān)系。聚合物的結(jié)晶程度是關(guān)鍵問(wèn)題，結(jié)晶度高的聚合物可以使金屬更好的附著在聚合物表面，形成穩(wěn)定的合金材料。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有抗蠕變性好，耐疲勞性強(qiáng)，耐摩擦性好以及尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)部酯鍵可以在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和水蒸汽作用下發(fā)生分解，因此選其作為模板，利用簡(jiǎn)單的方法高效的制備金屬納米合金材料有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

該方法選用以聚合物為原料，原料豐富，產(chǎn)量充足有保障，原料成本低，節(jié)能降耗。

該方法改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，使用簡(jiǎn)單的敏化、活化、化學(xué)鍍方法，就可形成穩(wěn)定的管狀Ni-Pt納米合金。

該方法根據(jù)不同金屬的還原性能，選用相同的還原劑使金屬穩(wěn)定的還原出來(lái)，操作高效，可控性強(qiáng)。

該方法溶液用量少，反應(yīng)時(shí)間短，耗時(shí)少，耗能低，在常溫下就可高效制備管狀Ni-Pt納米合金。

該管狀Ni-Pt納米合金的制備方法設(shè)計(jì)合理、安全可靠、操作方便、易于掌控，具有很好的推廣使用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明制得管狀Ni-Pt納米合金的掃描電子顯微鏡SEM圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的管狀Ni-Pt納米合金的制備方法作以下詳細(xì)說(shuō)明。

該管狀Ni-Pt納米合金的制備方法是：選用對(duì)苯二甲酸乙二酯作為模板，在45-60 ℃下1-3 M 氫氧化鈉溶液下刻蝕10-30 min，隨后分別對(duì)其正反兩面進(jìn)行紫外燈輻射5-20 min，再在DMF溶劑中浸漬5-20 min。經(jīng)敏化溶液（SnCl₂ 90 mg，90%-98wt%乙醇3.3 mL，標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的三氟乙酸 46 uL，去離子水6.7 mL混合而成）浸漬5-20 min，再經(jīng)活化溶液（PdCl₂ 218 mg，去離子水 10 mL，NaCl 47 mg）浸漬5-20 min。將處理后的薄膜放入Ni鍍液（硫酸鎳40mg； 亞氨基二乙酸30 mg；32 wt%的NaOH溶液30 μL）和Pt鍍液（K₂PtCl₄溶液10 mg；標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的乙二胺134 μL；去離子水5 mL）的混合液中，加入還原液（40%-80wt%的水合肼20 μL和去離子水1 mL），反應(yīng)0.5-3 h，得到管狀Ni-Pt納米合金材料。

實(shí)施例1：

選用對(duì)苯二甲酸乙二酯作為模板，在45 ℃下1 M 氫氧化鈉溶液下刻蝕10 min，隨后分別對(duì)其正反兩面進(jìn)行紫外燈輻射5 min，再在DMF溶劑中浸漬5 min。經(jīng)敏化溶液（SnCl₂ 90 mg，90wt%乙醇3.3 mL，標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的三氟乙酸 46 uL，去離子水6.7 mL混合而成）浸漬5 min，再經(jīng)活化溶液（PdCl₂ 218 mg，去離子水 10 mL，NaCl 47 mg）浸漬5 min。將處理后的薄膜放入Ni鍍液（硫酸鎳40mg； 亞氨基二乙酸30 mg；32 wt%的NaOH溶液30 μL）和Pt鍍液（K₂PtCl₄溶液10 mg；標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的乙二胺134 μL；去離子水5 mL）的混合液中，加入還原液（80wt%水合肼20 μL和去離子水1 mL），反應(yīng)0.5 h，得到管狀Ni-Pt納米合金材料。

實(shí)施例2：

選用對(duì)苯二甲酸乙二酯作為模板，在50 ℃下2 M 氫氧化鈉溶液下刻蝕15 min，隨后分別對(duì)其正反兩面進(jìn)行紫外燈輻射10 min，再在DMF溶劑中浸漬10 min。經(jīng)敏化溶液（SnCl₂90 mg，98wt%乙醇3.3 mL，標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的三氟乙酸 46 uL，去離子水6.7 mL混合而成）浸漬15 min，再經(jīng)活化溶液（PdCl₂ 218 mg，去離子水 10 mL，NaCl 47 mg）浸漬15 min。將處理后的薄膜放入Ni鍍液（硫酸鎳40mg； 亞氨基二乙酸30 mg；32 wt%的NaOH溶液30 μL）和Pt鍍液（K₂PtCl₄溶液10 mg；標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的乙二胺134 μL；去離子水5 mL）的混合液中，加入還原液（40wt%水合肼20 μL和去離子水1 mL），反應(yīng)1 h，得到管狀Ni-Pt納米合金材料。

實(shí)施例3：

選用對(duì)苯二甲酸乙二酯作為模板，在55 ℃下3 M 氫氧化鈉溶液下刻蝕20 min，隨后分別對(duì)其正反兩面進(jìn)行紫外燈輻射15 min，再在DMF溶劑中浸漬15 min。經(jīng)敏化溶液（SnCl₂90 mg，90%-98wt%乙醇3.3 mL，標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的三氟乙酸 46 uL，去離子水6.7 mL混合而成）浸漬10 min，再經(jīng)活化溶液（PdCl₂ 218 mg，去離子水 10 mL，NaCl 47 mg）浸漬10 min。將處理后的薄膜放入Ni鍍液（硫酸鎳40mg； 亞氨基二乙酸30 mg；32 wt%的NaOH溶液30 μL）和Pt鍍液（K₂PtCl₄溶液10 mg；標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的乙二胺134 μL；去離子水5 mL）的混合液中，加入還原液（40%-80wt%水合肼20 μL和去離子水1 mL），反應(yīng)1.5 h，得到管狀Ni-Pt納米合金材料。

實(shí)施例4：

選用對(duì)苯二甲酸乙二酯作為模板，在60 ℃下2 M 氫氧化鈉溶液下刻蝕25 min，隨后分別對(duì)其正反兩面進(jìn)行紫外燈輻射20 min，再在DMF溶劑中浸漬20 min。經(jīng)敏化溶液（SnCl₂90 mg，90%-98wt%乙醇3.3 mL，標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的三氟乙酸 46 uL，去離子水6.7 mL混合而成）浸漬10 min，再經(jīng)活化溶液（PdCl₂ 218 mg，去離子水 10 mL，NaCl 47 mg）浸漬10 min。將處理后的薄膜放入Ni鍍液（硫酸鎳40mg； 亞氨基二乙酸30 mg；32 wt%的NaOH溶液30 μL）和Pt鍍液（K₂PtCl₄溶液10 mg；標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的乙二胺134 μL；去離子水5 mL）的混合液中，加入還原液（40%-80wt%水合肼20 μL和去離子水1 mL），反應(yīng)2 h，得到管狀Ni-Pt納米合金材料。

實(shí)施例5：

選用對(duì)苯二甲酸乙二酯作為模板，在45 ℃下3 M 氫氧化鈉溶液下刻蝕30 min，隨后分別對(duì)其正反兩面進(jìn)行紫外燈輻射20 min，再在DMF溶劑中浸漬10 min。經(jīng)敏化溶液（SnCl₂90 mg，90%-98wt%乙醇3.3 mL，標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的三氟乙酸 46 uL，去離子水6.7 mL混合而成）浸漬20 min，再經(jīng)活化溶液（PdCl₂ 218 mg，去離子水 10 mL，NaCl 47 mg）浸漬20 min。將處理后的薄膜放入Ni鍍液（硫酸鎳40mg； 亞氨基二乙酸30 mg；32 wt%的NaOH溶液30 μL）和Pt鍍液（K₂PtCl₄溶液10 mg；標(biāo)準(zhǔn)液1.0mol/L的乙二胺134 μL；去離子水5 mL）的混合液中，加入還原液（40%-80wt%水合肼20 μL和去離子水1 mL），反應(yīng)3 h，得到管狀Ni-Pt納米合金材料。見(jiàn)附圖1。