光催化还原制备Au／Ag核壳结构纳米粒子及其修饰电极的电催化性能.pdf

第２６卷 第４期 应 用 化 学 Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．４ ２００９年４月 　　　　　　　ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　　　　　　　 Ａｐｒ．２００９ 光催化还原制备Ａｕ／Ａｇ核壳结构纳米粒子 及其修饰电极的电催化性能 ａ，ｂ ａ ａ ａ ａ 唐学红 　吴　莹 　张　玉　赵燕荣 　钟　年 ａ ｂ （苏州大学化学化工学院　苏州２１５１２３；徐州工业职业技术学院环境工程系　徐州） 摘　要　以Ｋｅｇｇｉｎ结构硅钨杂多酸ＨＳｉＷ Ｏ （ＳｉＷ ）为光催化还原剂，通过光化学还原法制备Ａｕ／Ａｇ核壳 ４ １２ ４０ １２ 结构纳米粒子。透射电子显微镜分析显示，所得纳米粒子粒径为３０～４０ｎｍ，呈均匀分散的球形颗粒，该制备 方法的特点是可以较好的避免单金属纳米粒子的形成。将Ａｕ／Ａｇ核壳纳米粒子修饰到具有ＰＶＰ膜的玻碳电 极表面，得到ＳｉＷ （Ａｕ／Ａｇ）ＰＶＰ多层膜修饰电极。该修饰电极在０５ｍｏｌ／ＬＨＳＯ介质中具有良好的电化 １２ ２ ４ 学响应，在０～－０７５Ｖ电位范围内，出现了３对归属于ＳｉＷ 的氧化还原峰，且电极性能稳定，灵敏度高。对 １２ ＨＯ的电催化还原性能明显优于单金属Ａｇ纳米粒子修饰电极，说明Ａｕ核的存在可以很好的改善Ａｇ的电催 ２ ２ 化性能，Ａｕ和Ａｇ之间存在相互协同催化作用。 关键词　光催化还原，硅钨杂多酸，核壳结构纳米粒子，修饰电极，电催化 中图分类号：Ｏ６５４　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００００５１８（２００９）０４０４７１０４ Ａｕ／Ａｇ核壳结构纳米粒子由于具有不同于其单金属纳米粒子的光学、电子学和催化等性能，因而其 纳米粒子的制备和应用引起人们广泛的研究兴趣［１～５］。研究表明，纳米粒子的性质与金银材料的复合 比例及粒子的形状、大小密切相关，理想的形貌可控合成方法对于推动Ａｕ／Ａｇ核壳结构纳米粒子的性 质及应用研究具有重要的意义［６～８］。在通常的核壳结构纳米粒子制备过程中，往往难以避免单金属纳 ［９］ 米粒子的形成，而导致纳米粒子的粒径和结构难以控制。Ｍａｎｄａｌ等 曾以Ｋｅｇｇｉｎ结构磷钨酸为光催化 还原剂用光催化还原法制得Ａｕ／Ａｇ核壳结构纳米粒子，该方法利用紫外光照下Ａｕ核表面吸附的杂多 ＋ 蓝，将溶液中的Ａｇ还原沉积在Ａｕ核表面，从而避免了新的Ａｇ核形成，有效地控制了Ａｕ／Ａｇ核壳结构 纳米粒子的结构和性能。杂多酸具有独特的光、电、催化性能，在各种溶剂中的溶解性能强，且其结构和 氧化还原特性不受影响。本文在以杂多酸光催化还原法制备单金属纳米粒子的基础上［１０，１１］，采用 Ｋｅｇｇｉｎ结构硅钨杂多酸ＨＳｉＷ Ｏ （ＳｉＷ ）制备得到了Ａｕ／Ａｇ核壳结构纳米粒子，并将此纳米粒子修饰 ４ １２ ４０ １２ 到具有ＰＶＰ膜的玻碳电极表面，利用纳米粒子表面吸附的ＳｉＷ 制备ＳｉＷ 纳米粒子修饰电极。研究结 １２ １２ 果表明，所制得的修饰电极具有良好的ＳｉＷ 电化学响应，且电极性能稳定，灵敏度高，其对ＨＯ的电催 １２ ２ ２ 化性能明显优于单金属Ａｇ纳米粒子修饰电极，说明Ａｕ核的存在可很好的改善Ａｇ的电催化性能。 １　实验部分 １．１　试剂和仪器 硅钨酸（ＨＳｉＷ Ｏ ·ｎＨＯ），ＨＡｕＣｌ，Ａｇ