一种金属－磷合金空心微球的制备方法技术

本发明专利技术提供一种金属－磷合金空心微球的制备方法，包括：将聚苯乙烯微球用含亚锡离子的敏化液敏化处理；将敏化处理后的聚苯乙烯微球加入到含钯离子的活化液中活化处理；向所述活化处理后的活化液中加入可溶性贵金属盐、亚磷酸盐、稳定剂得到混合液，将所述混合液加热到４０℃以上进行施镀反应；将所述施镀反应后的反应产物过滤、干燥后，去除所述反应产物中的聚苯乙烯微球得到金属－磷合金空心球。与现有技术中的硬模板法相比，本发明专利技术提供的方法利用了化学镀的原理，操作简单，并且壳层厚度容易控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无机材料微球领域，具体涉及。
技术介绍
空心微球材料，一般是指粒度分布在数十纳米到数十微米之间的壳状空心颗粒， 是近年来发展的一类新奇结构材料。与固体实心颗粒材料相比，空心微球材料因具有比表 面积高、密度低、稳定性好、表面可渗透性高等优点被广泛应用于能源、气敏传感器件、催化 等行业。 在现有技术中，按照模板分类，空心微球材料的制备方法可以分为硬模板法和软 模板法。所述软模板法是指通过微乳液体系、胶束体系或者不相容液滴作为模板，然后提供 含有目标金属元素的盐溶液，使盐溶液与模板在界面处发生反应，将金属包裹在模板液滴 的外面，最后去除核心模板得到空心微球材料，该方法制备的空心微球材料机械性能较低。 所述硬模板法是指以二氧化硅微球、聚苯乙烯微球或金属微球等硬质颗粒作为模板，然后 通过表面吸附、沉积、包覆等方法在模板上覆盖一层目标金属或者合金，然后再利用高温加 热、溶剂溶解、化学腐蚀等方式去除模板颗粒，得到合金空心微球材料，现有技术中的硬模 板法操作复杂、条件苛刻，合金空心微球的质量不稳定。 此外，现有技术中也公开了以价格昂贵的金属银颗粒作为核心模板粒子，然后利 用金属间还原电位的不同而发生置换反应制备合金空心微球的方法，但该方法核心模板粒 子成本较高。中国专利文献CN1293969C公开了一种纳米级贵金属空心球的制备方法，该方 法以价格相对低廉的金属钴颗粒替代金属银颗粒作为模板粒子，但该方法中金属或合金在 模板粒子上的沉积速率难以控制，因此合金空心微球的壳层厚度可控性差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种操作简单、粒度均匀的金属-磷合金纳米 空心球的制备方法。 为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种制备金属-磷合金空心微球的制备方 法，包括 将聚苯乙烯微球用含亚锡离子的敏化液敏化处理； 将敏化处理后的聚苯乙烯微球加入到含钯离子的活化液中活化处理； 向所述活化处理后的活化液中加入可溶性贵金属盐、亚磷酸盐、稳定剂得到混合液，将所述混合液加热到4(TC以上进行施镀反应； 将所述施镀反应后的反应产物过滤、干燥后，去除所述反应产物中的聚苯乙烯微 球得到金属_磷合金空心球。 优选的，所述可溶性贵金属盐的贵金属为金、钼、钯、铱、铑中的一种或多种。 优选的，所述去除所述反应产物中的聚苯乙烯微球具体为 将所述干燥后的反应产物在500°C 65(TC焙烧。优选的，在氮气气氛下焙烧所述干燥后的反应产物，氮气气流为150 300cm7min。 优选的，所述混合液被加热的温度为50°C 90°C 。 优选的，所述敏化液为氯化亚锡的酸溶液。 优选的，所述活化液为氯化钯的酸溶液。 优选的，所述稳定剂为乙二胺。 优选的，所述混合液中亚磷酸盐为亚磷酸钠。 优选的，所述聚苯乙烯微球的粒径为200nm 50 y m。 本专利技术提供，本专利技术利用化学镀的原理， 将聚苯乙烯微球依次经过敏化处理和活化处理后，向活化液中加入可溶性贵金属盐、亚磷 酸盐及稳定剂后配制成镀液，然后进行施镀反应，在聚苯乙烯微球的表面形成金属-磷合 金壳体，最后再去除掉金属-磷合金壳体内的聚苯乙烯微球从而得到金属-磷合金空心微 球。与现有技术中的硬模板法相比，本专利技术提供的方法操作简单，并且壳层厚度容易控制。附图说明 图1为实施例3制备的Pd-P合金空心微球的透射电镜照片； 图2为实施例3制备的Pd-P合金空心微球不同放大倍数的扫描电镜照片； 图3为实施例3制备的Pd-P合金空心微球X射线谱图。具体实施例方式本专利技术提供的一个制备金属_磷合金空心微球的方案包括 将聚苯乙烯微球用含亚锡离子的敏化液敏化处理； 将敏化处理后的聚苯乙烯微球加入到含钯离子的活化液中活化处理； 向所述活化处理后的活化液中加入可溶性贵金属盐、亚磷酸盐、稳定剂得到混合液，将所述混合液加热到4(TC以上进行施镀反应； 将所述施镀反应后的反应产物过滤、干燥后，去除所述反应产物中的聚苯乙烯微 球得到金属_磷合金空心球。 按照本专利技术，对于所述聚苯乙烯微球的粒径，本专利技术并无特别的限制，优选粒径小 于100 ii m的聚苯乙烯微球，更优选粒径小于10 ii m，更优选小于1000nm，更优选小于500nm， 更优选小于100nm。微米级或者纳米级的聚苯乙烯微球的制备方法是本领域技术人员的公 知技术，也可以从市场上获得，对此本专利技术并无特别限制。 按照本专利技术，所述敏化液优选为含亚锡离子的酸溶液，所述亚锡离子是指二价的 Sn离子。配制所述敏化液时，可以选用亚锡离子的盐溶于酸中得到敏化液，优选将二水合氯 化亚锡溶于盐酸溶液得到含亚锡离子的敏化液，所述敏化液中的亚锡离子浓度按照二水合 氯化亚锡计优选为5g/L 100g/L，更优选为10g/L 50g/L，更优选为20g/L 40g/L。所述 敏化液中盐酸浓度优选为0. 05M 0. 9M(mol/L)，更优选为0. 1M 0. 6M，更优选为0. 2M 0. 4M。 配制所述敏化液时，将二水合氯化亚锡加入到盐酸溶液中后，优选使用超声波处 理促进氯化亚锡溶解，对于超声波处理时间，本专利技术并无特别限制，只要能够使氯化亚锡溶解即可。为了防止敏化液中的亚锡离子还原，优选在敏化液中加入锡单质，如锡粒或锡条。 配制敏化液后，优选将所述敏化液放置至少12小时进行老化处理，老化处理时间优选为1 天以上，更优选为2天以上，更优选为3天以上。 按照本专利技术，将聚苯乙烯微球敏化处理时，优选将聚苯乙烯微球浸泡到所述敏化 液中搅拌，优选使用超声波处理。所述聚苯乙烯微球在所述敏化液中的浓度优选为5mg/L 150mg/L，更优选为10mg/L 100mg/L，更优选为30mg/L 70mg/L。敏化处理后，将带有聚 苯乙烯微球的敏化液进行过滤、洗涤获得敏化的聚苯乙烯微球，洗涤方式优选使用乙醇、丙 酮、去离子水等本领域技术人员熟知的方式，对此本专利技术并无特别的限制。 按照本专利技术，可以将所述敏化处理后的聚苯乙烯微球用含钯离子的活化液进行活 化处理，所述活化液优选为含钯离子的酸溶液。配制所述活化液时，优选使用钯盐溶于酸中 得到活化液，更优选使用氯化钯溶于盐酸中得到含有钯离子的活化液。所述活化液中盐酸 浓度优选为O. 05M 0. 9M(mol/L)的盐酸，优选为O. 1M 0. 6M，更优选为0. 2M 0.4M。所 述活化液中钯离子浓度优选为0. 2mM-5mM，更优选为0. 3mM-3mM，更优选为0. 5mM-lmM。 按照本专利技术，配制所述活化液时，将氯化钯加入到盐酸溶液中后，优选使用超声波 处理以促进氯化钯溶解，对于超声波处理时间，本专利技术并无特别限制，只要能够使氯化钯溶 解即可。 按照本专利技术，活化处理时，将敏化处理后的聚苯乙烯微球加入到活化液中搅拌活 化，搅拌活化时间优选为20分钟以上，更优选为30分钟或者更长。按照本专利技术，活化处理 后，可以向所述活化溶液中加入可溶性贵金属盐、亚磷酸盐、稳定剂得到混合液作为镀液， 然后将所述混合液加热进行施镀反应，混合液的加热温度优选为40°C IO(TC，更优选为 5(TC 9(TC，更优选为60°C 8(TC，镀附反应时间优选为0. 5 3小时，更优选为1小时 2小时。 按照本专利技术，所述亚磷酸盐优选为亚磷酸钠，所述稳定剂优选为乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属－磷合金空心微球的制备方法，包括：将聚苯乙烯微球用含亚锡离子的敏化液敏化处理；将敏化处理后的聚苯乙烯微球加入到含钯离子的活化液中活化处理；向所述活化处理后的活化液中加入可溶性贵金属盐、亚磷酸盐、稳定剂得到混合液，将所述混合液加热到４０℃以上进行施镀反应；将所述施镀反应后的反应产物过滤、干燥后，去除所述反应产物中的聚苯乙烯微球得到金属－磷合金空心球。

【技术特征摘要】
一种金属-磷合金空心微球的制备方法，包括将聚苯乙烯微球用含亚锡离子的敏化液敏化处理；将敏化处理后的聚苯乙烯微球加入到含钯离子的活化液中活化处理；向所述活化处理后的活化液中加入可溶性贵金属盐、亚磷酸盐、稳定剂得到混合液，将所述混合液加热到40℃以上进行施镀反应；将所述施镀反应后的反应产物过滤、干燥后，去除所述反应产物中的聚苯乙烯微球得到金属-磷合金空心球。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性贵金属盐中的贵金属为金、钼、钯、铱、铑中的一种或多种。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述去除所述反应产物中的聚苯乙烯微球具体为将所述干燥后的反应产物在500°C 65(TC焙烧。4. 根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏怡，黄莉，刘世伟，李翠玲，华凯峰，吕翔宇，王玉江，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，北华大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]